Перейти к содержанию

Потенциометр

Ручка громкости, регулировка яркости, задатчик скорости — за всеми стоит потенциометр: резистивная дорожка и скользящий по ней контакт. Подключённый крайними выводами к источнику, он делит напряжение в пропорции, которую задаёт положение ручки.

Обновлено Редакция GAW

Потенциометр (potentiometer) — резистор с тремя выводами: два подключены к концам резистивного элемента, третий — к подвижному контакту, движку, который скользит по элементу. По Kuphaldt, потенциометр — регулируемый делитель напряжения: отношение деления задаёт только положение движка, а не величина напряжения и не полное сопротивление; на середине хода с движка снимается ровно половина поданного напряжения.

Включение

  • Делитель (потенциометрическое включение). Крайние выводы — на источник, выход — с движка. Именно отсюда название: прибор «отмеряет» потенциал. Нагрузка на выходе искажает характеристику, как у любого делителя.
  • Реостат. Используют движок и один крайний вывод; сопротивление между ними меняется от остаточного до полного. Так регулируют ток.

Зависимость выходного напряжения от угла поворота называют характеристикой (taper): линейной, логарифмической или обратной логарифмической.

Основные параметры

Пример — панельный потенциометр Bourns PDB18 с углеродной дорожкой и миниатюрный PTV09:

ПараметрPDB18PTV09
Номиналы1 кОм – 1 МОм1 кОм – 1 МОм
Допуск сопротивления±20 %±20 %
Мощность0,2 Вт линейный, 0,1 Вт логарифмический0,05 Вт
Предельное напряжение200 В / 150 В20 В пост., 50 В перем.
Шум скольжениядо 47 мВдо 100 мВ
Угол поворота300°280°
Ресурс15 000 циклов10 000 циклов

Допуск ±20 % — нормальное значение для регулировочных потенциометров: точный коэффициент деления определяет не номинал, а положение движка. Для точной установки служат многооборотные и подстроечные резисторы.

Где встречается

Ручки громкости и тембра, задатчики на панели прибора, вход аналогового датчика положения, установка опорного напряжения. Для микроконтроллера потенциометр — простейший источник аналогового сигнала на входе АЦП: напряжение с движка пропорционально углу. Нагруженный делитель и выход по кривой рассчитывает калькулятор потенциометра, а общие свойства резисторов собраны на странице «Резисторы».

Частые вопросы

Чем потенциометр отличается от переменного резистора?

Включением. Потенциометр работает делителем: на крайние выводы подано напряжение, с движка снимают его долю. Переменный резистор, или реостат, — тот же компонент, но используются два вывода — движок и один край, и он регулирует сопротивление в цепи, а значит ток. Kuphaldt подчёркивает, что название «потенциометр» отражает именно первое применение — регулировку потенциала.

Какой мощности выбрать потенциометр?

Смотреть номинальную мощность и предельное напряжение в даташите: у панельного Bourns PDB18 это 0,2 Вт для линейной кривой и 0,1 Вт для логарифмической, до 200 и 150 В соответственно, у миниатюрного PTV09 — всего 0,05 Вт и 20 В постоянного напряжения. В режиме делителя без нагрузки рассеивается U²/R на всей дорожке, а при включении реостатом ток идёт через часть дорожки — её мощность ограничена сильнее.

Сколько служит потенциометр?

Ресурс указывают в циклах поворота: у Bourns PDB18 — 15 000 циклов, у PTV09 — 10 000. Для ручки громкости этого хватает на годы, а для датчика положения с постоянным движением — нет: там используют прецизионные или бесконтактные решения.

Источники

  1. Kuphaldt T. R. Lessons In Electric Circuits, Vol. I — DC, ch. 6 «Divider Circuits and Kirchhoff's Laws», разд. «Voltage divider circuits» (CC BY) — потенциометр — резистор с подвижным элементом (движком, wiper), который касается резистивной полосы в выбранной точке; поворотные и линейные; подстроечные (trimpots) с регулировочным винтом; отношение деления зависит только от положения движка, на середине хода — ровно половина напряжения; название — от «метрировать» потенциал; многооборотные прецизионные потенциометры с винтовой резистивной дорожкой
  2. Bourns. PDB18 Series — 17 mm Rotary Potentiometer, REV. 05/26 — углеродный элемент, линейная, логарифмическая и обратная логарифмическая кривые; 1 кОм – 1 МОм, допуск ±20 % (±30 % до 1 кОм и от 1 МОм); остаточное сопротивление 1 % макс.; мощность: линейный 0,2 Вт, сдвоенный 0,125 Вт, логарифмический 0,1 Вт, сдвоенный 0,06 Вт; напряжение 200 В (линейный), 150 В (логарифмический); шум скольжения 47 мВ макс.; механический угол 300° ±5°; ресурс 15 000 циклов; −10…+50 °C
  3. Bourns. PTV09 Series — 9 mm Potentiometer, REV. 01/25 — 1 кОм – 1 МОм, ±20 %; 0,05 Вт; 20 В пост., 50 В перем.; шум скольжения 100 мВ макс.; угол 280° ±10°; ресурс 10 000 циклов

Нашли ошибку?