Как подобрать потенциометр для регулировки напряжения?

Потенциометрами называют регулируемые делители напряжения для настройки его при подаче на запитываемый прибор при постоянном токе. Другие названия — переменный или подстроечный резистор, но при этом надо отличать режим реостата. Сопротивление детали, а, соответственно, и мощность напряжения можно менять, тем самым настраивая определенную функцию обслуживаемого прибора. Именно потенциометрами регулируется сила света ламп (диммеры), светодиодов, звук (простые селекторы или эквалайзеры), скорость вращения вентиляторов, небольших электромоторчиков. Органы управления данных радиодеталей известные всем: поворачивающиеся ручки или ползунки (на старых музыкальных центрах, телевизорах, магнитофонах), могут применяться программные решения (через микросхемы), есть и автоматический, регулируемый автоматикой, потенциометр.

Понятие потенциометра

В статье будем применять такие сокращения:

• ПТ и РС — потенциометр, реостат;
• I — ток;
• U — напряжение;
• R — сопротивление (сопр.).

Другие названия потенциометра:

• резистор: подстроечный или переменный (подстроечник, переменник). Это два разных типа одной и той же рассматриваемой детали, их надо различать, но иногда эти названия применяют как общее наименование. Тут имеются ввиду эти детали в режиме потенциометра, а не реостата. По умолчанию будем подразумевать их в таком варианте включения;
• делитель напряжения. Название наиболее правильно отображает понятие, что такое потенциометр.

Делитель напряжения это тот же резистор, деталь создана по его типу и по аналогичному принципу. Но обычный такой элемент («постоянный» «fixed») обеспечивает фиксированную величину сопротивления, блокирующего ток на цепи, сопротивляющегося ему, тем самым по закону Ома понижая его.

Переменный/настроечный же резистор имеет пластинку (наподобие автомобильного дворника, скребка) или подобный элемент, бегающий с постоянным (скользящим) контактом по резистивной (чувствительной) части. Таким образом осуществляется изменение сопротивления, а главное, деление напряжения, то есть его регулировка, уменьшение/увеличение. Поэтому такие радиодетали называют «делителями напряжения». Ниже на рис. обозначение детали западного стандарта:

Название потенциометр постоянного тока — это совокупность словосочетаний «разность потенциалов» и «метр» — измеряю, термин появился на заре развития электроники и подразумевает прибор измерительного характера. При настройке габаритных резистивных катушек с проволочными обмотками свойство детали использовалось для замеров значений разности потенциалов, что относило ее к измерительным типам. Так оно и есть, просто теперь данные качества приспособлены к регулировке напряжения. Этот аспект применения быстро стал главным и 95 % таких элементов, а то и больше, изготовляются именно для управления электропараметрами.

Уменьшение яркости вашего светодиода

Прежде всего, поверните ось потенциометра в крайнее положение против часовой стрелки, в противном случае вы можете сжечь ваш светодиод еще до начала эксперимента. (Крайне малое количество потенциометров увеличивают и уменьшают сопротивление другим способом по сравнению с тем, который я описываю здесь, но поскольку вы применяете потенциометр, показанный на рис. 1, то мое описание должно быть достаточно подробным). После этого выполните все подключения, как это показано на рис. 4, следя за тем, чтобы не позволять металлическим частям зажимов типа «крокодил» касаться друг друга. Теперь очень медленно по часовой стрелке начните поворачивать ось потенциометра. В результате вы должны заметить, что светодиод будет светиться все ярче и ярче, и, в конце концов, вдруг погаснет. Итак, вы опытным путем увидели, как легко можно вывести из строя современную электронику? Выбросите этот светодиод. Больше он уже никогда не загорится. Замените его новым светодиодом, но теперь будьте гораздо внимательнее. Для измерения напряжения в схеме, в которой используются батарейки, надо на мультиметре выбрать режим для измерения напряжения на постоянном токе — «V» и «DC», «V» или «VDC», где DC (direct current) — постоянный ток, как это показано на рис. 5. Теперь измерительными щупами коснитесь выводов светодиода. Попытайтесь, удерживая щупы на месте, слегка повернуть ось потенциометра сначала в одну, а затем в другую сторону. Вы должны увидеть соответствующее изменение величины напряжения на выводах светодиода. Мы называем это разностью потенциалов между двумя выводами светодиода.

Рис.5.

Если вы вместо светодиода будете использовать маленькую лампочку накаливания, то вы при измерении получите разность потенциалов, которая будет меняться в гораздо большей степени, поскольку лампочка ведет себя, как «простое» сопротивление, тогда как светодиод в некоторой степени осуществляет самонастройку, изменяя свое сопротивление в зависимости от изменения напряжения питания. Теперь, чтобы измерить разность потенциалов между выводами потенциометра, коснитесь их измерительными щупами. Потенциометр и светодиод делят между собой все имеющееся напряжение таким образом, что когда разность потенциалов (падение напряжения) на потенциометре повышается, тогда разность потенциалов между выводами светодиода падает, и наоборот (рис. 6, 7).

Рис.6.

Следует иметь в виду несколько обстоятельств. • Если вы сложите все падения напряжения на каждом элементе цепи, то сумма будет равна тому напряжению, которое выдается батарейкой. • При измерении напряжения вы всегда измеряете относительное напряжение между двумя точками в цепи. • Измерительные щупы вашего прибора подсоединяйте очень осторожно, словно стетоскоп, без каких-либо нарушений или повреждений соединений в цепи.

Рис.7.

На рис.7:

а — Прибор показывает значение напряжения на светодиоде;

б — Прибор показывает значение напряжения на потенциометре.

Особенности регулировки электропараметров

Для понимания работы переменных резисторов надо знать, что всегда — при режиме реостата, потенциометра — меняется и напряжение, и ток (U пропорционально зависит от I). Оба алгоритма работы основываются на изменении сопротивления (R), которое остается независимым от указанных величин. Но именно его регулировка на переменнике уменьшает/увеличивает U и I.

Делители напряжения — это резисторы не с фиксированным значением сопр. (числом Ом) на нем, а с переменным, выставляемым дополнительным рычажком (скребком). Это обычный элемент электросхем, электроники, бытовых приборов. Элементы управления знакомые всем — круглые небольшие ручки, ползунки, бегунки, селекторы.

Чистка подстроечника обычным спиртом

Резистор в схемах может стать грязным, его ползунковая дорожка со временем покрывается слоем пыли. И чтобы вернуть электрическому сопротивлению прежнюю работоспособность его нужно просто почистить.

Делается чистка подстроечных резисторов достаточно просто и быстро. Лучше всего для этих целей использовать чистый спирт. Различные средства типа для снятия лака, самогон, очистители лучше не применять, так как в них могут содержаться примеси, отрицательно влияющие на чистоту резистора.

Чтобы лучше овладеть материалом, рекомендуем также прочитать следующий материал: все что нужно знать о шаговых электродвигателях.

Итак, разбираем резистор (если на нем имеется защитный кожух), для этого обычно достаточно разогнуть небольшие металлические зажимчики на самом корпусе резистора после чего нужно снять эту крышку. Внутри резистора мы увидим дорожку, по которой двигается ползунок среднего вывода резистора. Именно эту дорожку и нужно почистить спиртом от грязи.

Удобно делать так: взять шприц (допустим на 2 куба), набрать в него спирта, и аккуратно через иголку шприца нанести несколько капель прямо на дорожку резистора. После этого мы начинаем в разные стороны вращать это сопротивление, чтобы спирт разошелся по всей дорожке и тем самым расчистил путь для ползунка.

Как почистить резистор в домашних условиях.

В принципе и этого достаточно, чтобы после сборки и установки подстроечного резистора на свое рабочее место схемы мы наслаждались нормальной его работой без прежних неполадок. Хотя если позволяет место на самом резисторе, можно еще аккуратно пройтись и ваткой, что полностью уберет всю грязь с ползунковой дорожки.

Будет интересно➡ Что такое тепловое реле

Ну, а далее нам нужно обратно собрать наш обновленный резистор и поставить его на свое рабочее место. В большинстве случаев после такой чистки электрическое сопротивление полностью восстанавливается, пропадает прерывистость его работы.

Сложные случаи очистки

В очень редких случаях дело не в грязи, а например разрушении этой дорожки в результате чрезмерного перегрева. Это может произойти в случае, когда случайно на этот резистор было подано слишком большое напряжение, а мощность этого сопротивления недостаточно большая, чтобы быстро рассеять выделяемое тепло от большого тока. Вот и происходит сильный нагрев дорожки переменного резистора с последующим ее разрушением. Тут уж чистка спиртом не поможет.

Нужна полная замена этого резистора на новый, заведомо рабочий. И, естественно, перед установкой нового резистора на старую схему проверьте ее, чтобы не повторился процесс разрушения дорожки уже с новым сопротивлением.

К сожалению, не все типы переменных и подстроечных резисторов можно почистить вышеперечисленным способом. Иногда встречаются сопротивления в цельном корпусе, что не дает возможности добраться до ползунковой дорожки.

Тут можно пойти на крайние меры. Сделать в корпусе небольшое отверстие (сверлом 0,8-1 мм). Ну и через него уже шприцом через иглу влить спирт. Далее опять крутим в разные стороны ручку резистора и потом нужно подождать пока спирт полностью испарится.

Можно этот переменный резистор немного подогреть (градусов так до 50), это ускорит испарение спирта. Хотя чистый спирт является диэлектриком, ток он через себя не проводит. Следовательно, и не будет отрицательно влиять на работу переменного резистора, если даже на нем и останется немного спирта, который все равно испарится.

Где и для чего используются делители напряжения

ПТ нормируют напряжение, чаще их используют для регулировки параметров приложения (обслуживаемого оборудования) в рамках нормальных значений, на которые оно рассчитано, когда такая функция заложена в нем самом, например, громкость звука, обороты вентилятора. Чаще встречается модель с ручной регулировкой, но есть и автоматический интегрированный потенциометр.

Также ПТ применяют, когда необходимо установить нужный режим оборудования в сложных условиях, когда определенный уровень электропараметров может вывести из строя приложение или для исследований, в целях ТО, ремонта, экспериментов, наладки.

Увеличение/уменьшение U, подаваемого на нагрузку, которое также тянет за собой изменения тока, осуществляется потенциометрами или реостатами. Разницу между ними мы рассмотрим ниже. Фактически эти термины обозначают не саму деталь (это во всех случаях переменный резистор), а режимы ее включения на схеме.

Наиболее характерные примеры, что регулируют:

• мощность и другие параметры (настройка эквалайзерами) звука, яркости/оттенков видео, света (диммеры);
• скорость маломощных электромоторчиков бытовых приборов, игрушек;
• вентиляторы с настройкой скорости оборотов имеют делители напряжения. Даже те, у которых интенсивность вращения подразумевается, как выставленная на постоянную работу с определенным значением? часто имеют подстроечник на микросхеме;
• частота генераторов;
• калибровка электроцепей, на микросхемах для настройки электропараметров по напряжению (выходной его мощности).
• прецизионный, в том числе автоматический высокоточный потенциометр применяется в датчиках углового, линейного перемещения.

Переменники/подстроечники применяются везде, где требуется регулировка выходного напряжения. Но надо понимать, что такой приборчик нужен только для высокоомной нагрузки и малых токов. Там, где эти параметры большие используют реостаты. Например, в диммере может стоять ПТ, но если лампа накаливания мощная, то он будет бесполезен и надо применить РС. Аналогично и по электромоторам: слабомощные могут регулироваться ПТ, но на мощных силовых установках на транспортных средствах стоят РС. Для того чтобы изучить где, что применять, надо делать вычисления по формулам з-на Ома.

Потенциометры.

Потенциометры применяются в качестве плавных регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра, служат для плавной регулировки различных напряжений, а также используются в следящих системах, в вычислительных и измерительных устройствах и т.п.

Потенциометром называют регулируемый резистор, имеющий два постоянных вывода и один подвижный. Постоянные выводы расположены по краям резистора и соединены с началом и концом резистивного элемента, образующим общее сопротивление потенциометра. Средний вывод соединен с подвижным контактом, который перемещается по поверхности резистивного элемента и позволяет изменять величину сопротивления между средним и любым крайним выводом.

Потенциометр представляет собой цилиндрический или прямоугольный корпус, внутри которого расположен резистивный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца, и выступающая металлическая ось, являющаяся ручкой потенциометра. На конце оси закреплена пластина токосъемника (контактная щетка), имеющая надежный контакт с резистивным элементом. Надежность контакта щетки с поверхностью резистивного слоя обеспечивается давлением ползунка, выполненного из пружинных материалов, например, бронзы или стали.

При вращении ручки ползунок перемещается по поверхности резистивного элемента, в результате чего сопротивление изменяется между средним и крайними выводами. И если на крайние выводы подать напряжение, то между ними и средним выводом получают выходное напряжение.

Схематично потенциометр можно представить, как показано на рисунке ниже: крайние выводы обозначены номерами 1 и 3, средний обозначен номером 2.

В зависимости от резистивного элемента потенциометры разделяются на непроволочные и проволочные.

1.1 Непроволочные.

В непроволочных потенциометрах резистивный элемент выполнен в виде подковообразной или прямоугольной пластины из изоляционного материала, на поверхность которых нанесен резистивный слой, обладающий определенным омическим сопротивлением.

Потенциометр и реостат: в чем разница

РТ рассмотрим подробно, так как в процессе раскроются и свойства потенциометров. Итак, тот же переменный резистор можно монтировать на схему по двум вариантам, создается два режима:

• параллельное включение — ПТ. Подключение потенциометра использует обычно все 3 контакта.
• последовательное — реостат. Используются только 2 контакта.

«Потенциометр» и «реостат» это просто разные варианты включения одного и того же переменного резистора в схему, соответственно, последовательно или параллельно. Обе детали работают именно с R, U, I. Но пропорциональность изменений разная, в первом случае в большей мере регулируется напряжение, во втором — ток.

Реостат имеет два выхода, потенциометр — три (если применяется как первый, то подключают только два контакта). То есть РС включается в схему как обычный резистор. Оба не поляризованные, могут работать в обратном порядке.

ПТ и РС подключаемые по-разному. Второй, в отличие от первого, обычно прибор промышленный или на мощном оборудовании. В некоторых школах проводили уроки с реостатом, поэтому его форму может кто-то и помнит: габаритная керамическая трубка с нихромовой обмоткой и ползунком на среднем выводе, который никуда не подключается. РС имеет большую мощность (пропускает мощный ток) и малое сопротивление (до десятков Ом). Имеет значительную индуктивность, что учитывают в ВЧ приборах.

Делители напряжения обычно маломощные, поэтому на роль РС они редко подходят, переменники до 10 Вт при производстве позиционируются как первые, от 10 Вт — как вторые.

Переменник как реостат

РС изменяет общее сопр. цепи — тут важно именно это свойство, оно используется в полном наиболее эффективном виде для управления (ограничения) током.

В схему включается только последовательно: так включенный переменник называется реостатом (это режим работы).

Можно сделать представление схемы как таковой, состоящей из двух обычных резисторов, включенных последовательно, то есть ползунок делит катушку РС на указанные элементы. Осуществляя регулировку R уменьшают/увеличивают параметры этих резисторов и, соответственно, тока на цепи.

Схематическое обозначение и цоколевка

В отличие от постоянных резисторов, у регулируемых не два вывода, а как минимум три. Почему как минимум? Потому что есть модели с дополнительными выводами — их может быть несколько. На электрических схемах переменные и подстроечные резисторы обозначаются прямоугольниками как постоянные, но имеют дополнительный вывод, который схематически представлен как ломанная линия, упирающаяся в середину изображения. Чтобы можно было отличить переменный от подстроечного, у переменного на конце третьего ввода рисуют стрелку, подстроечный изображается более длинной перпендикулярной линией без стрелки.

Обозначение на схемах переменных и подстроечных резисторов

Если говорить о расположении выводов, то средний вывод подключен к ползунку, крайние — к началу и концу резистивного элемента.

Цоколевка переменного резистора

Переменный резистор как потенциомер

Уместное и более корректное другое название ПТ — делитель напряжения. Если взять вышеуказанную схему, то это также 2 и больше резисторов с последовательным соединением, но такой узел из них (цепочка) подключается параллельно источнику, что позволяет регулировкой их сопротивления получать именно напряжение, требуемое для нагрузки.

Разница в сфере применения

Потенциометр обладает низкой мощностью, применяется для сравнительно слабых по энергопотреблению устройств: телевизоры, аудиотехника, маломощные диммеры, регуляторы нагрева теплого пола, бойлеров, как преобразователи, для регулировки частоты оборотов слабых моторов, для вентиляторов, например, компьютерных кулеров, систем вентиляции.

Применение РС охарактеризуем выборкой из тематического сайта:

Сферы использования на первый взгляд подобные ПТ, но это не так: РС используются там, где большие токи и работа устройств зависит от них: мощные электроинструменты, электродвигатели транспортных средств и производственные, в промышленности.

Можно сказать, что переменник для ламп, работающих с большими токами и таких же нагрузок в виде электродвигателей, для электропечей, станков применяется только в режиме реостата.

Наиболее понятное объяснение различия в применении

При потенциометре ток от источника тратится выше в несколько раз, чем нужно нагрузке. При РС значение этой величины равно таковой на нагрузке. Поэтому последний применяется для настройки I и U на низкоомных нагрузках, они имеют закономерность — потребляют сравнительно более мощные токи, а потенциометры — для высокоомных, так как они обычно питаются этой величиной с небольшим значением.

Особенности по внешнему виду

Переменник может быть и тем и другим, но если он изготовляется под режим реостата, то имеет характерный для него типоразмер: с двумя выводами, с крупной резистивной частью (обмоткой), обычно это большой, толстый, тяжелый проволочный резистор и его форма намного габаритнее, чему у деталей для ПТ.

Надо различать термины, так как иногда в разных источниках возникает путаница: например, фраза «потенциометр в режиме реостата» не совсем корректная, поскольку это обозначение двух разных включений, но словосочетание «переменный резистор в режиме реостата (или потенциометра)» правильное. Хотя часто встречаются ошибочные лексические образования даже на сайтах технической тематики, но тут главное, чтобы пользователь различал, о чем речь.

Если у детали два выхода, то ее состояние — только РС, если же три, то такую деталь теоретически можно использовать как его (мы это описали выше), но в реальности она предназначена именно для режима ПТ.

Основные свойства переменных резисторов

Когда человек имеет четкое представление об условных элементах графического отображения на схемах, тогда у него возникает проблема переноса чертежа в реальность. Требуется найти или приобрести отдельные компоненты уже готовой схемы. Сегодня есть большое количество магазинов, которые продают необходимые детали. Найти элементы можно и в старой поломанной радиоаппаратуре.

Переменный резистор должен присутствовать в любой схеме. Его находят в любых электронных устройствах. Эта конструкция представляет собой цилиндр, который включает в себя диаметральные противоположные выводы. Резистор создает ограничение поступления тока в цепи. В случае необходимости он будет выполнять сопротивление, которое можно измерить в омах. Переменный резистор обозначается на схеме в виде прямоугольника вместе с двумя черточками. Они расположены на противоположных сторонах внутри прямоугольника. Таким образом, человек обозначает на своей схеме мощность.

Аппаратура, которая имеется практически в каждом доме, включает в себя резисторы с определенным номиналом. Они располагаются по ряду Е24 и условно обозначают диапазон от единицы до десяти.

Алгоритм работы потенциометра, сравнение его с таковым у реостата

Уместно раскрыть принцип работы одновременно для ПТ, РС, так как речь идет, по сути, об одной детали в разных режимах:

Принципы работы раскрываются закономерностями процесса изменения тока и напряжения. Для реостата за нагрузку возьмем лампочку (на схемах выше). С ростом сопр. на РС то же происходит и с общим сопр. (Rобщ), а такой же ток понижается. Следовательно, и I на нагрузке, и напряжение на ней падают.

Уменьшение/увеличение тока в цепи не обратно пропорциональное таковым у сопр. РС, поскольку кроме настраиваемого R реостата, есть еще R, но неизменное — на нагрузке. Только когда Rреост >>Rн, эти величины будут меняться с близкой к обратной пропорциональностью. Наоборот, если же Rреост<

Теперь объясним действие в процессе описания, как меняется U нагрузки: общее значение на источнике тока (Uист = Uн + Upеост) между РТ и U пропорционально их R:

При понижении такового на РС возникает перераспределение общего U и при этом U нагрузки, а, следовательно, и I через нее повышается.

Теперь перейдем к потенциометру. Это тот же реостат, но подключенный по-другому и наиболее точно отображает его суть название «делитель напряжения».

ПТ регулирует ток и напряжение на высокоомном (на этом акцентируем) оборудовании, то есть при таком параметре применение РС нецелесообразное, а то и вовсе невозможное. Переменный резистор как ПТ подсоединяется к источнику нижними клеммами A и B, являющие собой концы обмотки, заключенные (обжатые) удобными для включения в цепь способом. В отличие от РС клемма С подсоединятся к потребителю и на нее также выведены A и B.

Принцип действия ПТ:

• напряжение подводится на весь такой резистор;
• но для потребителя снимается только его часть, которую можно регулировать, перемещая ползунок D между точками A и B;
• при этом указанная величина нагрузки Uн будет изменяться от 0 до максимального U источника.

U на потребителе может колебаться с прямой пропорциональностью к длине сегмента ^АС, но может обладать и более сложной зависимостью U = f(l), определяемой соотношением R нагрузки и R потенциометра. Есть такие закономерности:

Подключение переменного резистора

Подключение переменного резистора или как подключить переменный резистор. Многие люди не знают, как подключить переменный резистор. И так начнем все очень просто. Переменный резистор изображен на рисунке 1.

У переменного резистора есть 3 вывода два вывода боковых и один из выводов по центру. С данного вывода и снимается сопротивление, регулируемое относительно двух других выводов переменного резистора (рисунок 2). Если к одному боковому выводу подключить “плюс”, а к другому выводу “минус” источника питания, к примеру, на 12В, то при вращении ручки переменного резистора на центральном выводе мы получим напряжение относительно “минуса” которое будет, манятся от 0 до 12В. При выборе переменного резистора необходимо выбирать его сопротивление как минимум на несколько кОм и до нескольких сотен кОм в зависимости от напряжения источника питания. Мощную нагрузку к переменному резистору лучше не подключать, если только это не специальный мощный резистор на большую мощность. Обычно для различных схем автоматики, частотных преобразователей применяют переменный резистор с сопротивлением порядка 10кОм или около этого, так как ток, как правило, составляет лишь несколько миллиампер, то мощность переменного резистор можно брать любую.

Если будете использовать переменный резистор на переменном токе сети 220В к примеру в тиристорном регуляторе света , то главное помнить что металический корпус резистора может быть под напряжением и надо соблюдать осторожность и желательно на ручку переменного резистора одеть специальны изолирующий калпачок.

Источник

Расчет, подбор параметров потенциометра

Итак, потенциометр предназначен для регулировки напряжения именно на высокоомной нагрузке – она должна иметь сопр. выше, чем ПТ, иначе количество Вольт будет определяться ею же, функция регулировки пропадет.

Основные особенности по расчету ПТ такие:

• сопр. ПТ должно быть намного меньшим (Rпот<< Rн), чем у нагрузки. Это не обязательно, но при несоблюдении, дальнейшие исчисления усложнятся – придется учитывать ток на ней. Рекомендовано значения ниже как минимум в 10 раз, но лучше — в 20, 30, 100. Чем меньше, тем лучше, но не чрезмерно, иначе не будут выполнены требования следующих пунктов;
• U токового источника должно подходить, ПТ должен выдерживать его (Iном.пот×Rпот) > Uист. При этом количество Ампер, текущих через переменник (Iпот = Uuст/Rпот) должно быть меньшим номинала детали по току;
• ток, проходящий через ПТ (Iпот = Uuст /Rпот), не должен быть выше номинала по таковому источника (Iпот < Iном. ист.);
• если есть несколько ПТ и все они подходят под указанные выше условия, то берут изделие с большим сопротивлением — оно будет потреблять меньший ток, что особенно значимо при применении с гальваническими батареями, АКБ.

Еще нюанс регулировки тока и напряжения реостатом и потенциометром:

• оба позволяют получать на нагрузке U равное или ниже U источника;
• но с ПТ можно понижать указанную выше величину до 0, чего чрезвычайно сложно, почти невозможно, добиться от РС.

Важность мощности рассеяния

При подборе переменного резистора учитывают в первую очередь номинал по сопротивлению, но таковому по току, иными словами, мощности рассеяния, не менее важно уделить внимание. Два параметра взаимосвязанные. Объясним на примере. Схема содержит резистор с определенным R, но выясняется, что это значение должно быть значительно ниже, то есть деталь надо заменить.

Ставят элемент со значительно меньшим R, и, казалось бы, проблема решена, но тут возникает опасность, связанная с игнорированием закона Ома. R на резисторе было значительным, U цепи фиксированное. При понижении номинала переменника общее R линии упало, как следствие, ток возрос. Если поставить ПТ с прежней мощностью рассеяния, то при увеличенном I он может не выдержать нагрузки, последствия традиционные — перегрев, вплоть до возгорания.

Приблизительная норма: при номинале в 10 Ом по цепи должен протекать ток около 1 А — это мощность, рассеиваемая резистором. При выборе обязательно надо смотреть эту допустимую величину для детали.

3. Обозначение переменных резисторов на схемах.

На принципиальных схемах переменные резисторы обозначаются также как и постоянные, только к основному символу добавляется стрелка, направленная в середину корпуса. Стрелка обозначает регулирование и одновременно указывает, что это средний вывод.

Иногда возникают ситуации, когда к переменному резистору предъявляются требования надежности и длительности эксплуатации. В этом случае плавное регулирование заменяют ступенчатым, а переменный резистор строят на базе переключателя с несколькими положениями. К контактам переключателя подключают резисторы постоянного сопротивления, которые будут включаться в цепь при повороте ручки переключателя. И чтобы не загромождать схему изображением переключателя с набором резисторов, указывают только символ переменного резистора со знаком ступенчатого регулирования

. А если есть необходимость, то дополнительно указывают и число ступеней.

Для регулирования громкости и тембра, уровня записи в звуковоспроизводящей стереофонической аппаратуре, для регулирования частоты в генераторах сигналов и т.д. применяются сдвоенные потенциометры

, сопротивления которых изменяется одновременно при повороте
общей
оси (движка). На схемах символы входящих в них резисторов располагают как можно ближе друг к другу, а механическую связь, обеспечивающую одновременное перемещение движков, показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной пунктирной линией.

Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку указывается согласно их позиционному обозначению в электрической схеме, где R1.1

является первым по схеме резистором сдвоенного переменного резистора R1, а
R1.2
— вторым. Если же символы резисторов окажутся на большом удалении друг от друга, то механическую связь обозначают отрезками пунктирной линии.

Промышленностью выпускаются сдвоенные переменные резисторы, у которых каждым резистором можно управлять отдельно, потому что ось одного проходит внутри трубчатой оси другого. У таких резисторов механическая связь, обеспечивающая одновременное перемещение, отсутствует, поэтому на схемах ее не показывают, а принадлежность к сдвоенному резистору указывают согласно позиционному обозначению в электрической схеме.

В переносной бытовой аудиоаппаратуре, например, в приемниках, плеерах и т.д., часто используют переменные резисторы со встроенным выключателем, контакты которого задействуют для подачи питания в схему устройства. У таких резисторов переключающий механизм совмещен с осью (ручкой) переменного резистора и при достижении ручкой крайнего положения воздействует на контакты.

Как правило, на схемах контакты включателя располагают возле источника питания в разрыв питающего провода, а связь выключателя с резистором обозначают пунктирной линией и точкой, которую располагают у одной из сторон прямоугольника. При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней.

Конструкция и виды переменных резисторов

Потенциометр — это преимущественно аналоговая электромеханическая деталь, есть и цифровые типы, но они еще слабо распространенные. Дворник может перемещаться также с помощью электрических средств, не только вручную. Передвижение может быть угловым (вращение) или линейным (прямым); обычно оно ручное, но есть и автоматический, настраиваемый приложением, потенциометр.

Устройство потенциометра (две первые части главные):

• резистивный элемент;
• пластина (дворник, скребок) со скользящим контактом, перемещаемым ручкой (селектором, рычажком) вдоль вышеуказанной части;
• клеммы на каждом конце детали;
• механизм, двигающий дворник (вал, ползунковый блок), втулка, подшипник
• корпус, в который заключена резистивная часть.

Описанное устройство можно взять за общий принцип, который в том или ином виде реализован во всех видах данных радиодеталей, струнные и цифровые ПТ также базируются на нем, но со своей спецификой.

Резистивная часть недорогих переменников часто из графита. Используют также и чувствительную проволоку, пластик с углеродными частичками, смесь керамики и металла (кермет). У вариантов с токопроводящими дорожками применяют полимерные токопроводящие пасты с углем, износостойкими смолами, растворителями, смазочными веществами. Если обобщить, то по конструкции корпуса свои виды, типы потенциометр имеет в виде горшков (бочечек, котлов), планок и чипов (триммеры).

По материалу чувствительно части

Проволочные — в корпусе уложен подковой равномерно константиновый или манганиновый проводок. Ползунок скользит по виткам, касается следующего прежде чем сойдет с предыдущего — так достигается плавная регулировка.

Тонкопленочные. Сенситивная часть это подковообразный каркас диэлектрической пластинки с тонкой пленкой: углеродной, борной, из металлизированных, композиционных материалов. Триммеры, подстроечники часто бывают такими

По количеству контактов

Есть одноэлементные модели — это стандартные переменники. Есть многоэлементные — сдвоенные, строенные и так далее — тогда контактов больше, на каждую такую часть. Также есть изделия с контактами для выключателя (ниже на рис.).

Поворотные (круговые, дисковые) переменники

Наиболее распространенные переменники — поворотные. Могут оснащаться выключателем, обычно срабатывающим при крайней позиции против ч. с. Таким образом, можно сразу же, не отдельным элементом, выключать/включать радиоприемники подобную технику: например, прибор стартует после щелчка при повороте селектора на минимальной громкости, затем ее можно увеличивать.

Выводы 1 и 2 есть и на обычных резисторах — постоянного номинала. Сопротивление создает спецпокрытие, массив токопроводящего сплава (в том числе в виде пленки, напыления), проволочная обмотка (нихром и подобное) на «теле» между ними. У переменников добавляется третий вывод (для скребка), подключенный к «движку», подвижной пластине (дворнике), передвигаемой со скользящим контактом по данному сегменту, у поворотных типов он в виде подковки (дуги).

Если крутить ручку то R между 1 и 3 меняется, от 0 до номинала, выбитого на корпусе прибора. То же происходит между 2 и 3 «вверх ногами»: когда R между 1 и 3 растет, то между 2 и 3 понижается и наоборот.

Линейные, с ползунками

Линейные (слайдеры) имеют форму пластины, планки, то есть резистивный элемент продольный. Регулировочный инструмент — ползунок, который скользит вдоль, а не вращается. Недостаток таких моделей в том, что они менее защищенные от загрязнений: грязь может попасть внутрь через любую часть прорези, даже несмотря на то, что есть уплотнение ползунка. Преимущество — лучшая визуализация индикации настроек.

Для поворотных моделей положение ручки часто невозможно определить, особенно, если смонтирован «голый» резистор — для этого нужно делать градуировку. Если же шкала есть, то она воспринимается менее удобно. На линейном типе позиция настройки видна и без указанного — по положению ползунка. Например, для эквалайзеров, фейдеров определить позиции регулировки, оценить общую картину настройки десятка и более бегунков на панели управления, можно не приглядываясь особо. Кроме того, линейные ПТ обычно точнее, так как резистивная часть длиннее.

Многооборотные

Обычный круговой переменник делает полное перемещение настраиваемой точки за 1 оборот винта регулировки и таковой неполный, подкова не должна замыкаться. Для некоторых задач они не достаточно точные. Для особой чувствительности есть многооборотные варианты. У них полный описанный цикл осуществляется за определенное число об., что намного уменьшает погрешности. Например, повернув селектор однооборотной модели номиналом 10 кОм на пол-оборота, изменится сопр. на 5000 Ом, если допуск в 10 %, то он даст погрешность в 500 Ом. Многооборотный потенциометр на 10 об. с такими же параметрами при подобном повороте рычажка дает отклонение всего в 50 Ом — 0.5 % от номинала.

Среднестатистически поворот селектора на один и тот же угол дает настройку точнее на одну десятую лучше, чем у однооборотных моделей.

Струнные

Особым подвидом являются струнные (строковые) делители напряжения, они управляются гибким кабелем и подпружиненной катушкой. Применяются для измерений на движущихся объектах, для замеров линейного положения в промышленности, производстве, медицине, в робототехнике, на автоматизированных линиях производства.

Особо точные

Поворотные или линейные ПТ с фиксированными позициями отмечаемые щелчками — это специальные дискретные прецизионные модели, набранные из нескольких резисторов. Применяются в поверочном оснащении, на особо точной аппаратуре.

Автоматические

Регулировка делается не вручную, а автоматикой приложения.

Сдвоенные

Несколько резисторов могут находиться на одном валу с их скользящими скребками, что дает возможность параллельно регулировать 2 и больше каналов. Применяются в аудиоусилителях.

Подстроечные (триммеры, пресеты)

Подстроечные, они же триммеры или предустановленные — это типоразмеры под пайку на плату. При создании микросхемы производителем деталь впаивается и сразу же выставляется необходимая позиция. Предполагается, что она наилучшая для устройства и ее не рекомендовано менять, разве что в целях ремонта, особых случаев настройки.

Хотя также встречаются такие детали, предполагающие постоянную регулировку, например, когда такой типоразмер уместен для конкретного прибора.

Цифровые

Становятся популярными цифровые ПТ, представляющие собой интегральные схемы без подвижных частей, позволяющие делать регулировку собственного R программно с заданным шагом.

Типы и виды устройства

Типов подстроечных резисторов на современном рынке множество. Это и неразборные подстроечные резисторы типа СП4-1, залитые эпоксидным компаундом, и предназначенные для аппаратуры оборонного назначения и подстроечные типа СП3-16б для вертикального монтажа на плату.

Будет интересно➡ Кварцевые резонаторы — принцип работы и сфера применения

При изготовлении бытовой аппаратуры, на платы впаивают маленькие подстроечные резисторы, которые, кстати, могут по мощности достигать 0,5 ватт. В некоторых из них, например в СП3-19а, в качестве резистивного слоя применяется металлокерамика.

Есть и совсем простые подстроечные резисторы на основе лаковой пленки, такие как СП3-38 с открытым корпусом, уязвимые для влаги и пыли, и мощностью не более 0,25 ватт. Такие резисторы регулируются диэлектрической отверткой, дабы избежать случайного короткого замыкания. Такие простые резисторы часто встречаются в бытовой электронике, например в блоках питания мониторов.

Некоторые подстроечные резисторы имеют герметичный корпус, например R-16N2, они регулируются специальной отверткой, и являются более надежными, поскольку на резистивную дорожку не попадает пыль и не конденсируется влага.

Мощные трехваттные резисторы типа СП5-50МА в корпусе имеют отверстия для вентиляции, в них проводник намотан в форме тороида, а контактный ползунок скользит по нему при повороте ручки отверткой.

В некоторых телевизорах с ЭЛТ до сих пор можно встретить высоковольтные подстроечные резисторы, такие как НР1-9А, сопротивлением 68 МОм и номинальной мощностью 4 ватта. По сути, это набор металлокерамических резисторов в одном корпусе, а типичное рабочее напряжение для данного резистора составляет 8,5 кВ, при максимуме в 15 кВ. Сегодня подобные резисторы встроены в ТДКС.

В аналоговой аудиоаппаратуре можно встретить ползунковые или движковые переменные резисторы, типа СП3-23а, которые отвечают за регулировку громкости, тембра, баланса и т. д. Это линейные резисторы, которые бывают и сдвоенными, как например СП3-23б.

Как выглядят на схеме линейные резисторы.

Подстроечные многооборотные резисторы часто встречаются в электронной аппаратуре, в измерительных приборах и т. д. Их механизм позволяет точно регулировать сопротивление, и количество оборотов измеряется несколькими десятками.

Червячная передача делает возможным медленный поворот и плавное перемещение скользящего контакта по резистивной дорожке, благодаря чему схемы настраиваются очень и очень точно.

Будет интересно➡ Варисторы – что это такое, принцип действия, характеристики и параметры.

Например, подстроечный многооборотный резистор СП5-2ВБ настраивается именно посредством червячной передачи внутри корпуса, и для полного прохода всей резистивной дорожки нужно совершить 40 оборотов отверткой. Резисторы данного типа в разных модификациях имеют мощность от 0,125 до 1 ватта, и рассчитаны на 100 — 200 циклов регулировки.

Это далеко не полный обзор типов и видов детали. Как мы видим из предыдущего описания, подстроечные резисторы по своей сути близки к переменным, но строго говоря, ими не являются. В данном видеоролике кратко, но доходчиво рассказано о том, как переделать подстроечный резистор в переменный.

Виды по «конусу» — характеру изменения сопротивления

«Конусом» или «законом» называется взаимосвязь между сопр. и положением скребка. Контролируется изготовителем. Возможно любое соотношение, но для большинства задач хватит ПТ линейных и логарифмических («звуковой конус»).

Может использоваться буквенный код, но такой не стандартизированный, у разных производителей может быть иным, но обычно маркировка такая:

• Азия и США. А — для логарифмической, C — для обратной логарифмической (редкие, экспоненциальные) и B — для линейной конусности;
• Европа — А для линейной, C и B для логарифмической, F — для обратной ее разновидности.

Объяснение

Процентное соотношение, касающееся нелинейного конуса, относится к показателю сопр. в средней точке вращения вала. Конус бревна на 10 % измеряет 10 % общего R на ней. То есть 10% логарифм. конуса на ПТ 10 кОм дает 1 кОм на указанной отметке. Выше процент — круче логарифм. кривая.

Как делители напряжения показываются на схемах

Чтобы читатель более глубоко различил детали, укажем графику для ПТ и РС.

Обозначение реостатов:

Обозначение делителей напряжения:

Обозначение простого (фиксированного) резистора:

Подключение потенциометра

Для начала приведем блок наиболее характерных схем. Надо сказать, что ПТ можно подключать не только как РС, но и как простой фиксированный резистор (варианты на 3 рис.):

Ниже наиболее распространенные схемы (обозначения по западному стандарту):

Надо сказать, что традиционная схема подключения частотника потенциометра всегда рекомендует «лишний» вывод подсоединять, обрыв на линии «подвижный контакт — подковка» не исключены, что может привести к неприятным последствиям.

Схемы как подключить ПТ чрезвычайно простые, фактически вариант один — параллельно на один из проводов питания.

Например, так выглядит регулятор на компьютерном кулере. В данном случае полярность значения не имеет. Берется любой проводок питания кулера, разрезается, один конец спаивается сразу с первым и вторым (средним) контактов, второй — с оставшимся. То есть на первых 2 контактах лежит какой-либо конец провода (они спаиваются с одной и той же этой жилой), третий контакт — другой конец, как бы отдельно стоящий.

Сложность некоторых схем: нужно знать, к какому проводу подсоединять, то есть какую линию питания регулировать, например, если делают подключение потенциометра внешнего для частотно-регулируемых электроприводов для настройки интенсивности вращения электродвигателей, при регулировке ПИД-регуляторов.

В таких случаях руководствуются схемами призводителей или авторов таких совершенствований, рекомендациями мастеров, вся информация есть в сети на спецфорумах и тематических сайтах. Ниже пример подключения к частотному преобразователю:

Как работает переменный резистор и схема подключения

Чтобы максимально использовать технические возможности такого «научного чуда», как электрический ток, необходимо помнить о правилах безопасности эксплуатации и непосредственной сборки системы.

На рисунке переменный резистор

Для регулировки напряжения

Первоначально нужно знать из чего состоит тот или ной прибор. Это существенно упростит работу с ним. Каждый, кто знаком с электричеством знает, что во всех схемах обязательно используется резистор. Это специальный электрический элемент схемы, который используется для регулировки и контроля за различными техническими показателями сети. К примеру, его можно применить для того, чтобы регулировать показатель сопротивления как отдельного участка цепи, так и нескольких независимых деталей в целом. Сегодня широко используется переменный резистор для регулирования напряжения о нем стоит поговорить более подробно.

Под переменным резистором принято понимать – электрическую деталь, используемую для врезания в принципиальную тему устройства и необходимую для того, чтобы вести контроль за показателем напряжения в сети.

На данный момент существуют следующие варианты резисторов переменного типа:

На снимке импортный переменный резистр

В зависимости от типа и разновидности детали они могут применяться не только для создания элементарных схем, но и для того, чтобы собирать технические схемы для использования в тяжелой промышленности.

Разные виды переменных резисторов на снимке

Виды по сопротивлению

Сегодня на территории Российской Федерации реализуются электрические элементы в следующем видовом типе:

Как подключить?

Для того чтобы самостоятельно выполнить подключение электрического элемента в рабочую схему, необходимо прочесть следующую информацию:

Теперь приступают к ознакомлению с резистором и его врезанием в систему. На данный момент существует большое количество разнообразных схем для врезания резистора. Он может использоваться в качестве источника сопротивления переменного типа или потенциометра. Все будет напрямую зависеть от типа подключения вывода под номером 3. Рассмотреть стоит подключение резистора на примере.

Инструкция по подключению резистора для регулировки напряжения:

Видео

Смотрите на видео все о резисторах:

Главное, что должен помнить человек при сборке схемы – это необходимость следованию правилам и соблюдение мер безопасности. Перед непосредственным включением схемы необходимо проверить все места припайки и изоляции. Только так можно будет использовать собранный прибор на протяжении длительного периода времени.

Источник

Проверка

Проверка потенциметра делается мультиметром:

• выставляется режим замеров сопротивления, щупами касаются двух крайних контактов — тестер должен показать значение, равное номинальному с допустимым отклонением. Ползунок двигают — наблюдают, как меняется R на дисплее мультиметра;
• проволочная намотка может быть оборванной, могут отойти контакты — тогда обрыв проверяется стандартно — тестер ставят на «прозвонку», касаются щупами двух крайних контактов: 1 — обрыв; 0, цифровые значения, стремящиеся к нему или пищание (если есть зуммер) — цепь цела.

Как выбрать

Процесс, как подобрать делитель напряжения предполагает изучение таких параметров (часть данных есть в ГОСТе 10318):

• первоочередные, номиналы по: сопротивлению;
• предельному раб. напряжению;
• по мощности (рассеиванию);

Как маркируются

Традиционная маркировка, известная с советских времен: ПТП, ПЛП, ППМЛ, ПЛП, РПП, ППБЛ, ППМФ. Что должно быть указано на изделии регламентируют ГОСТы 9245, 8.478-82. Сами же буквенно-цифровые знаки ест в ОСТ 11.074.009 (актуальный), ГОСТ 13453 и 3453 (устаревшие).

Новая маркировка:

Но надо сказать, что в современных условиях нет единого стандарта, поэтому надо смотреть спецификацию изделия от производителя.

Ремонт

Если отвалился контакт, его можно спаять, но обычно это сложно сделать, тем более невозможно починить механически поврежденную дорожку или проволоку. При подобных поломках функциональных частей, особенно резистивного сегмента, переменники не ремонтируются.

Если функциональные части без механических повреждений, то можно попробовать такие методы:

• восстановить чувствительную дорожку: o легонько отогнуть пружинку подвижного контакта грифелем простого карандаша (состоит из углерода) провести по сенситивному слою. Метод для тонкопленочных моделей;
• o тот же грифель растереть, смешать с литолом или подобной смазкой, смазать дорожку, по которой ходит ползунок;

Как увеличить сопротивление переменного резистора

Для увеличения сопротивления придется немного потрудиться, но можно увеличить сопротивление в два раза:

• разбирают ползунковый резистор, вынимают из него «подкову» с токопроводящим слоем:
• ножом или мелкозернистой наждачной бумагой с внешнего и внутреннего конца дорожки, по которой перемещается ползунок, аккуратно счищают часть графитового слоя.

Уменьшить сопротивление намного легче – нужно параллельно резистору подключить в цепь постоянное сопротивление.