variabel modstand-arbejde, konstruktion, typer & applikationer
en af de kritiske stykker i et elektrisk kredsløb, modstanden er den mest allestedsnærværende elektroniske komponent. Fås i brede sorter, kan disse modstande anvendes i forskellige applikationer. Modstande klassificeres bredt som faste og variable modstande i henhold til den type modstandsværdi, de tilbyder. Her skal vi i denne artikel diskutere om variable modstande, dens definition, typer og anvendelser. Lad os starte!
Hvad er en variabel modstand?
en variabel modstand er den type modstand, der ændrer strømmen af strøm på en kontrolleret måde ved at tilbyde en bred vifte af modstande. Når modstanden stiger i den variable modstand, falder strømmen gennem kredsløbet og omvendt. De kan også bruges til at styre spændingen på tværs af enheder i et kredsløb også. Derfor, i applikationer, hvor strømstyring eller spændingsstyring er nødvendig, er denne type modstande praktisk. Figur 1 viser nogle virkelige variable modstande.
symbolsk repræsentation
den variable modstand er repræsenteret af en siksak-linje og en pil på tværs af (eller over) den, som vist i nedenstående figur.
Variabel Modstand: Arbejdsprincip og konstruktion
når vi bruger udtrykket variabel modstand, betyder det, at vi som standard taler om lineære modstande. Lineære modstande, som vi ved, er de modstande, hvis modstand forbliver konstant, selv når spændingen og strømmen gennem den ændres. Spændingen og strømmen følger Ohms lov og er proportional med hinanden.
en typisk variabel modstand har 3 terminaler. Ud af de tre er to faste terminaler i enderne af et resistivt spor. Terminalerne er lavet af ledende metal. Den anden terminal er en bevægelig terminal, mest kendt som viskeren. Det er denne terminals position på det resistive spor, der bestemmer modstanden af den variable modstand.
disse modstande tilbyder en anden modstandsværdi, hvilket betyder, at deres modstandsværdier kan justeres til forskellige værdier for at give den nødvendige kontrol af strøm og/eller spænding.
for at gøre dette placeres en resistiv strimmel mellem to faste terminaler på enheden, en tredje terminal, der er en bevægelig, er lavet til at glide over denne strimmel.
Husk dit grundlæggende modstand; modstanden af et materiale er direkte proportional med materialets længde. Ja, det er præcis, hvad der bruges her.
pilen placeret på den resistive strimmel (bueformet spor) angiver viskerterminalens aktuelle position. Lad os antage, at viskeren er placeret i position “a”{figur 5(A)}, Vi kan sige, at den deler det resistive spor i to spor i forskellige længder, fra terminal 1 til punkt A, og det andet spor er fra punkt A til terminal 3. Vores fokuspunkt er den anden længde, da det er det, der bestemmer modstandens udgang. Når vi bevæger viskeren mod terminal 3, ser vi, at den effektive længde falder. Så hvad vil der ske med modstanden, der tilbydes af potten? Det vil falde.
den resistive strimmel kan også lægges ned på en lige måde, og viskeren kaldes i dette tilfælde en skyder. Dens position kan ikke ses eller bekræftes , derfor er det nødvendigt at integrere en stopmekanisme for at forhindre overrotation.
derfor er hoveddelen af en typisk variabel modstand det resistive materiale. Det resistive materiale kan være en af følgende typer:
- Carbon sammensætning: en af de mest almindelige type, dette materiale er fremstillet af carbon granuler. Dens lave omkostninger, rimelig lav støj og mindre slid end andre materialer gjorde det populært blandt producenterne. Imidlertid fører deres unøjagtigheder i driften til, at producenterne ser efter andre alternativer.
- tråd sår – et isolerende substrat vikles af nichromtråd. De bruges mest i applikationer med høj effekt, har lang levetid og er præcise. Deres eneste ulempe er, at de har begrænset opløsning.
- ledende plast: på grund af dens opløsning bruges de ofte i avancerede lydapplikationer. Deres anvendelse er begrænset, da de er virkelig dyre og kun kan bruges i applikationer med lav effekt.
- Cermet: en meget stabil type materiale, den har en lav temperaturkoefficient og er meget modstandsdygtig over for temperatur. Det har dog en kort levetid og kan brænde et hul i lommen.
nu hvor arbejdsprincippet er blevet diskuteret, lad os se på egenskaberne ved en variabel modstand.
Variable Modstandskarakteristika
den vigtigste egenskab ved en variabel modstand er givet ved forholdet mellem den bevægelige terminals mekaniske position og modstandsforholdet. Det er markeret på modstanden som sin koniske. For det meste er to typer konisk markeret, nemlig lineær og logaritmisk konisk. Lineær konus indikerer, at forholdet mellem de to er lineært, hvilket betyder, at modstandsforholdet vil være direkte proportionalt med den mekaniske position. Dette når tegnet i en graf, vil have en lige linje med en konstant hældning.
den anden type konus er den logaritmiske konus. Dette betyder, at forholdet mellem den mekaniske position og modstandsforholdet er logaritmisk, når det er afbildet i en graf. Modstandene med denne type konus bruges mest i lydstyring.
der er en anden vigtig egenskab ved en variabel modstand, som man skal vide, før man vælger en modstand til en bestemt applikation. Det er kendt som modstandens opløsning. Opløsningen er intet andet end den mindste værdi af modstand, gennem hvilken en variabel modstand ændres. En variabel modstand med en opløsning 0,005 betyder, at den mindste værdi, hvormed modstanden ændres, er 0,005 ohm. En høj opløsning er en gunstig egenskab ved en variabel modstand.
nu hvor vi har diskuteret de vigtigste egenskaber ved den variable modstand, lad os nu se på typerne af variabel modstand.
variabel modstand – typer
forbindelsen og formålet med en variabel modstand i et kredsløb bestemmer typen af variabel modstand. Nogle af de populære typer variable modstande er:
Potentiometer:
når alle de tre terminaler bruges i et kredsløb, og udgangsspændingen tages fra den bevægelige terminal, er den variable modstand kendt som et potentiometer. Det ligner et spændingsdelerkredsløb, som vist nedenfor.
her er de to faste terminaler forbundet over en spændingskilde. Dette betyder, at spændingsfaldet over hele det resistive spor er intet andet end lig med spændingskilden. Udgangskredsløbet er forbundet over den bevægelige terminal. På denne måde kan vi ved at kontrollere/ ændre positionen på den bevægelige terminal ændre modstanden og dermed spændingen over belastningen.
dette bruges især i kredsløb, hvor der er behov for styring af spænding.
det resistive spor kan have en bueform eller kan være en lige. Det er denne funktion, der bestemmer geometrien af et potentiometer.
potentiometeret i et kredsløbsdiagram er repræsenteret som vist i nedenstående figur.
reostat : når en variabel modstand bruges i et kredsløb til at styre strømmen, er det kendt som en reostat. Her bruges en af de faste terminaler og den bevægelige terminal. Den tredje faste terminal efterlades ubrugt. Tilslutning på denne måde hjælper med at reducere eller øge strømmen gennem kredsløbet ved blot at ændre placeringen af den bevægelige visker. Når modstanden ændres, ændres strømmen omvendt. Det vil sige, hvis der er en stigning i modstanden, vil strømmen gennem kredsløbet falde.
da disse modstande skal bære en betydelig mængde strøm, skal de være mekanisk stærke nok til at håndtere variationer i strømmen gennem dem. Derfor er trådviklet resistivt materiale det mest almindelige valg, når variabel modstand anvendes som en reostat.
vi kan også forbinde tre terminale variable modstande (for det meste potentiometer) som en reostat. Det gøres ved at forbinde den anden ubrugte faste terminal og den bevægelige terminal sammen som en enkelt terminal.
reostaten er repræsenteret af symbolet vist i figur:
- forudindstillinger: en forudindstillet variabel modstand er mikroversionen af en variabel modstand og har tre ben eller terminaler. Det kan monteres direkte på kredsløbet, og for det meste justeres dets værdi kun en gang under kalibreringsprocessen for kredsløbet. Den har en justerbar skrue fastgjort til modstanden, som justeres ved hjælp af en skruetrækker for at opnå den ønskede modstand. Modstanden her varierer på en logaritmisk måde.
forudindstillingen er repræsenteret af et symbol vist i nedenstående figur:
anvendelser af Variable modstande
Variable modstande bruges for det meste, hvor spændingskontrol og strømbegrænsning er nødvendig. I applikationer, hvor spændingsstyring er nødvendig, foretrækkes potentiometrene, da deres forbindelsesdragter passer til det samme. Her er spændingskilden forbundet på tværs af det resistive spor, der er det er forbundet på tværs af de to faste terminaler. Belastningskredsløbet her er forbundet over viskerterminalen. Når modstanden af det resistive spor ændres, ændres spændingen over belastningen.
i andre applikationer, hvor strømmen skal begrænses, anvendes reostater. Her
den ene ende af modstandssporet og viskerterminalen er forbundet med kredsløbet, så strømmen gennem modstanden begrænser i henhold til viskerkontaktens position på modstandssporet. Når viskerkontakten glider væk fra den tilsluttede ende af modstandssporet, øges modstandens resistive værdi, og strømmen går ned gennem kredsløbet.
forudindstillinger er for det meste monteret i kalibreringskredsløb. Variable modstande kan også findes i lydstyring, tv, bevægelseskontrol, transducere, beregning, elektriske husholdningsapparater, oscillatorer, sensorer osv.