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      • 發布於 2024年4月30日
      • 最後修改 2024年4月30日
    • 1 分鐘

    電位器完整指南

    我們的電位器指南將幫助您了解電位器的用途、工作原理、各種類型和特性。

    什麼是電位器?

    電位器是一種可變電阻器。這些被動元件的設計是為了控制電阻,電阻的單位是歐姆(Ω)。電位器有多種不同的變化,包括修剪器和旋鈕式電位器,但其功能原理是相同的。

    電位器的工作原理是接收輸入電壓並將不同的電壓傳輸到電路中,這種傳輸量取決於滑動觸點(有時也稱為滑動塊或滑動軌)在電阻軌道上的位置。這種解釋簡單地描述了電位器如何作為電壓穩定器使用,但它們也可以用於引入不同的電阻級別、比較兩個電池的電動勢(EMF)或調節電路中的電源。在後一種情況下,它被稱為變阻器(rheostat)。

    電位器的一個典型應用例子是無線電和立體聲系統上的音量控制。有些音響設備仍然安裝著類比旋鈕式電位器,盡管數字化技術越來越普及,但電位器通常用於像這樣的電子設備中。

    電位器用途

    電位器經常應用於各種設備中,包括工業和消費類應用。電位器的一些常見用途包括:

    • 用於機械旋轉編碼器,以調整轉速
    • 比較標準電池和電池電池的EMF
    • 調節各種設備的電性,例如振蕩器
    • 音頻設備的音量控制
    • 平衡或重新調整電阻值,以避免不需要的更改

    電位器不僅可以調節電阻,還可以實現極性轉換。在這種應用中,它連接到兩個不同的直流電源,正負端以+ / -的模式連接在電位器的一側,另一側與之相反。這意味著零點恰好在中間。這種功能的一種用途是音響系統的平衡控制。

    電位器也是調節需要高精度電阻值的調節裝置的理想選擇。

    電位器如何工作?

    電位器基本上由三個主要組成部分組成 - 電阻元件、滑動觸點和三個端子。兩個端子用於電阻薄膜和滑動觸點(中間引腳)。在內部,兩個最外側的連接端子與電阻元件相連。這通常是一種線圈電阻,由導電塑料等材料製成。

    滑動觸點通過端子接觸歐姆組成部分。滑動觸點是一個可滑動的接點,如果它沿著軌道移動,電路中流動的電流就會改變。在機械修剪式電位器中,通過旋轉開關、滑動或螺旋實現上述功能。

    第三個端子處產生分離的電壓。例如,如果應用了16V,並且電位器完全調整為正極接觸,則第三接觸點會提供整個電壓。但是,如果電位器正好設置在正負電源線的中間,第三個接觸端子只有8V - 電壓的一半。如果電位器與負極連接端對齊,輸出電壓為零。應注意這些特點僅適用於具有線性變化的電位器,因此不適用於所有變種。

    數位電位器

    數位電位器使用場效應電晶體(FET)來控制電流的流動。電阻器由多個單獨的步驟組成,這些步驟由電晶體的位置或數量決定。這與使用機械電阻器的類比或類比電位器形成對比。

    與類比電位器相比,數位電位器通常具有更多的優勢。例如,它們可以通過數字輸入控制,而無需手動調整滑塊。一些數位電位器是揮發性的,這意味著它們在關機或斷開主電源時會恢復到某個位置。與機械電位器不同,數位版本還能抵抗震動和顫動,其中移動可能導致滑動位置發生變化。最後,數位模型還具有優勢,因為只有能夠訪問設備和編程界面的用戶才能設置它們。

    電位器符號

    左圖顯示了電位器的標準符號,正如它在原理圖中所出現的那樣。

    這種設計非常直觀 - 是標準電阻器符號的一種簡單擴充。由於電位器有三個端子,箭頭代表第三個端子(滑動觸點)。

    電位器圖解

    右圖顯示了電位器在電路中的作用。

    電位器充當一個可調節的電壓分壓器,改變滑動觸點在電阻性材料上的位置。輸入電壓是應用在電阻器長度上的。正如電路圖所示,輸出電壓是固定和滑動接觸點之間的電壓降(如果有的話)。

    電位器類型

    電位器的不同類型是為了滿足特定的應用和環境而設計的。

    例如,一些工業用重 壓電位器必須能夠承受高達150°C的極端溫度。

    以下是最常見的電位器類型:

    Linear Potentiometer

    線性電位器

    線性電位器的旋轉控制單元的旋轉,以及滑動器在電阻組分上的位置,會使電壓以恆定的步驟線性變化。這種類型通常用於調光開關等應用。

    旋鈕式電位器

    旋鈕式電位器通過簡單旋轉旋鈕或軸承來實現調節。根據具體的型號,可以是單圈或多圈變阻器。直觀的音量控制可能只需要使用單圈型號,而那些需要精確調節的音量可能需要使用多圈型號,最多可調整十五圈。

    拉線電位器

    這些元件將運動轉換為電信號。它們也被稱為拉線電位器。

    對數電位器

    對數電位器的設計目的是以對數增量改變電位。由於人類對音量的感知是非線性的,這種類型通常與音頻設備一起使用,用於改變衰減。

    變阻器電位器

    電位器和變阻器都是可變電阻器,兩者有幾個關鍵的相似之處。然而,它們的主要區別在於端子的數量。電位器有三個端子,而變阻器有兩個。

    滑動電位器

    滑動電位器通過將滑動觸片沿著直軌滑動來改變電阻。這些元件也被稱為fader和slider電位器。

    修剪電位器

    修剪電位器主要用於校準和微調電路。它們通過螺絲刀進行調節,並且可以安裝在印刷電路板(PCB)上,如果需要,還可以通過面板安裝。這種變種也被稱為trimpots。

    電位器阻值

    注意電位器最大電阻的阻值是選擇最合適的電位器的重要部分。電位器的阻值在不同型號之間有很大的變化,因此重要的是要將其與您的應用要求相匹配。

    例如,如果您需要的電位器的最大電阻為1,000歐姆,那麼就不應該選擇只能覆蓋最大100歐姆的電位器。同樣,如果您需要在10歐姆以下進行非常小而精確的調整,那麼您不太可能需要一個電位器的調整範圍高達1,000歐姆。您還應該意識到,大多數標準電位器的阻值從零開始。

    電位器特性

    選擇合適的電位器,對您的應用和安裝環境很重要。

    應考慮的因素包括安裝位置、所需尺寸和所需的連接類型。雖然並非所有這些特性都會影響到該設備的電性參數,但仍然應仔細考慮,以確保可以輕鬆地訪問和調整電位器。

    還需要考慮的一個因素是調節機構的類型。對於機械型電位器,選擇滑軌還是旋鈕就可以了。然而在一些應用中,使用某種類型或設計可以提高可用性。

    變阻率

    有兩種變阻率類型 - 對數和線性。您的具體應用將決定您需要的變阻率類型。

    線性變阻率表示滑片和軌道之間的電阻會以恆定的速率變化。如果滑片在軌道的一半處滑動,那麼電阻就會是總電阻的一半。

    相反,對數變阻率的電阻變化率不是恆定的。而是呈指數遞減或遞增。這意味著如果滑片在軌道的一半處滑動,那麼產生的電阻不會是總電阻的一半。

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