電位器實(shí)際上就是可變電阻器,由于它在電路中的作用是獲得與輸入電壓(外加電壓)成一定關(guān)系得輸出電壓,因此稱之為電位器。
電路圖形符號(hào)
電位器阻值的單位與電阻器相同,基本單位也是歐姆,用符號(hào)Ω表示。電位器在電路中用字母R或RP(舊標(biāo)準(zhǔn)用W)表示,圖1是其電路圖形符號(hào)。
圖1電位器電路圖形符號(hào)
常用電位器實(shí)物圖、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用
常用電位器如表1所示。
表1常用電位器實(shí)物圖及應(yīng)用
電位器的作用
電位器在電路中都有哪些主要作用呢?了解了電位器的主要作用能幫助對(duì)電位器更加熟悉,我們來(lái)熟悉下電位器的主要作用吧。
電位器在電路中的主要作用有以下幾個(gè)方面:
1.用作分壓器
電位器是一個(gè)連續(xù)可調(diào)的電阻器,當(dāng)調(diào)節(jié)電位器的轉(zhuǎn)柄或滑柄時(shí),動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上滑動(dòng)。此時(shí)在電位器的輸出端可獲得與電位器外加電壓和可動(dòng)臂轉(zhuǎn)角或行程成一定關(guān)系的輸出電壓。
2.用作變阻器
電位器用作變阻器時(shí),應(yīng)把它接成兩端器件,這樣花電位器的行程范圍內(nèi),便可獲得一個(gè)平滑連續(xù)變化的電阻值。
當(dāng)電位器作為電流控制器使用時(shí),其中一個(gè)選定的電流輸出端必須是滑動(dòng)觸點(diǎn)引出端。
電位器的工作原理
從外觀看,脈沖電位器與普通電位器一樣都是三個(gè)引腳,但在其內(nèi)部與引腳1、2相連的是兩個(gè)長(zhǎng)短不一的金屬靜片,與引腳3相連的是一周有12或24個(gè)齒的金屬動(dòng)片。當(dāng)脈沖電位器旋轉(zhuǎn)時(shí)可出現(xiàn)四種狀態(tài):即引腳3與引腳1相連,引腳3與引腳2及引腳1全相連;引腳3與引腳2相連,引腳3與引腳2及引腳1全斷開。
在實(shí)際使用中,一般將引腳3接地作為數(shù)據(jù)輸入端。而引腳1、2作為數(shù)據(jù)輸出端與單片機(jī)I/O 口相連。如圖2中所示,將引腳1與單片機(jī)的P1.0相連,引腳2與單片機(jī)的P1.1相連。當(dāng)脈沖電位器左旋或右旋時(shí),P1.0和P1.1就會(huì)周期性地產(chǎn)生所示的波形,如果是12點(diǎn)的脈沖電位器旋轉(zhuǎn)一圈就會(huì)產(chǎn)生12組這樣的波形,24點(diǎn)的脈沖電位器就會(huì)產(chǎn)生24組這樣的波形;一組波形(或一個(gè)周期)包含了4個(gè)工作狀態(tài)。因此只要檢測(cè)出P1.0和P1.1的波形,就能識(shí)別脈沖電位器是否旋轉(zhuǎn)是左旋還是右旋。
電位器的主要參數(shù)
電位器的主要參數(shù)有標(biāo)稱阻值、額定功率、分辨率、滑動(dòng)噪聲、阻值變化特性、耐磨性、零位電阻及溫度系數(shù)等。
1、電位器的標(biāo)稱阻值和額定功率
2、電位器上標(biāo)注的阻值叫標(biāo)稱阻值。
3、電位器的額定功率是指在直流或交流電路中,當(dāng)大氣壓為87~107kPa,在規(guī)定的額定溫度下長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷所允許消耗的最大功率。線繞和非線繞電位器的額定功率系列入表2所示。
表2電位器額定功率標(biāo)稱系列(單位:功率)
電位器的阻值變化特性
阻值變化特性是指電位器的阻值隨活動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)的長(zhǎng)度或轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度變化的關(guān)系,即阻值輸出函數(shù)特性。常用的阻值變化特性有3種,如圖所示。
圖電位器阻值變化曲線
直線式(X型):隨著動(dòng)角點(diǎn)位置的變化,其阻值的變化接近直線。
指數(shù)式(Z型):電位器阻值的變化與動(dòng)角點(diǎn)位置的變化成指數(shù)關(guān)系。
①直線式電位器的阻值變化與旋轉(zhuǎn)角度成直線關(guān)系。當(dāng)電阻體上的導(dǎo)電物質(zhì)分布均勻時(shí),單位長(zhǎng)度的阻值大致相等。它適用于要求調(diào)節(jié)均勻的場(chǎng)合(如分壓器)。
②指數(shù)式電位器因電阻體上的導(dǎo)電物質(zhì)分布不均勻,電位器開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),阻值變化較慢,轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大時(shí),阻值變化較陡。指數(shù)式電位器單位面積允許承受的功率不等,阻值變化小的一端允許承受的功率較大。它普遍應(yīng)用于音量調(diào)節(jié)電路里,因?yàn)槿硕鷮?duì)聲音響度的聽覺最靈敏,當(dāng)音量大到一定程度后,人耳的聽覺逐漸變遲鈍。所以音量調(diào)節(jié)一般采用指數(shù)式電位器,使聲音的變化顯得平穩(wěn)、舒適。
?、蹖?duì)數(shù)式電位器因電阻體上導(dǎo)電物質(zhì)的分布也不均勻,在電位器開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其阻值變化很快,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角度增大時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)到接近阻值大的一端時(shí),阻值變化比較緩慢。對(duì)數(shù)式電位器適用于與指數(shù)式電位器要求相反的電子電路中,如電視機(jī)的對(duì)比度控制電路、音調(diào)控制電路。
電位器的分辨率
電位器的分辨率也稱為分辨力,對(duì)線繞電位器來(lái)講,當(dāng)動(dòng)接點(diǎn)每移動(dòng)一圈時(shí),輸出電壓不連續(xù)的發(fā)生變化,這個(gè)變化量與輸出電壓的比值為分辨率。直線式線繞電位器的理論分辨率為繞線總匝數(shù)N的倒數(shù),并以百分?jǐn)?shù)表示。電位器的總匝數(shù)越多,分辨率越高。
電位器的最大工作電壓
電位器的最大工作電壓是指電位器在規(guī)定的條件下,長(zhǎng)期可靠地工作而不損壞,所允許承受的最高點(diǎn)工作電壓,也稱為額定工作電壓。
電位器的實(shí)際工作電壓要小于額定工作電壓。如果實(shí)際工作電壓高于額定工作電壓,則電位器所承受的功率要超過(guò)額定功率,則導(dǎo)致電位器過(guò)熱損壞。
電位器的動(dòng)噪聲
當(dāng)電位器在外加電壓作用下,其動(dòng)接觸點(diǎn)在電阻體上滑動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的電噪聲稱為電位器的動(dòng)噪聲。動(dòng)噪聲是滑動(dòng)噪聲的主要參數(shù)之一,動(dòng)噪聲值的大小與轉(zhuǎn)軸速度、接觸點(diǎn)和電阻體之間的接觸電阻、電阻體的電阻率不均勻變化、動(dòng)接觸點(diǎn)的數(shù)目以及外加電壓的大小有關(guān)。
電位器結(jié)構(gòu)和種類
電位器由外殼、滑動(dòng)軸、電阻體和三個(gè)引出端組成,如圖所示。電位器的種類很多,按調(diào)節(jié)方式可分為旋轉(zhuǎn)式(或轉(zhuǎn)柄式)和直滑式電位器;按聯(lián)數(shù)可分為單聯(lián)式和多聯(lián)式電位器;按有無(wú)開關(guān)分為無(wú)開關(guān)和有開關(guān)兩種;按阻值輸出函數(shù)特性可分為直線式電位器、指數(shù)式電位器和對(duì)數(shù)式電位器三種。如實(shí)芯電位器、片式電位器、碳膜電位器、玻璃釉電位器、精密導(dǎo)電塑料電位器和其他電位器。
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電位器的應(yīng)用
?。?)調(diào)光臺(tái)燈電路
圖4所示是一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的調(diào)光臺(tái)燈電路。調(diào)節(jié)RP的阻值,可改變電容C充電達(dá)到UG值得時(shí)間,即調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角,使晶閘管早一點(diǎn)或遲一點(diǎn)觸發(fā)導(dǎo)通,從而調(diào)節(jié)晶閘管的輸出電壓,使燈兩端電壓能在0~220V間變化。電壓高,燈發(fā)光亮;電壓低,燈發(fā)光暗。
圖普通電位器結(jié)構(gòu)圖
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圖調(diào)光臺(tái)燈電路
(2)直流穩(wěn)壓電源電路
直流穩(wěn)壓電源電路如圖所示。一般R4可選小功率碳膜電位器、RP選大功率的線繞滑動(dòng)式電位器。調(diào)節(jié)R4的阻值可改變輸出電壓U的高低,調(diào)節(jié)RP可測(cè)試電源的帶負(fù)載能力。
電位器接法
一般的電位器,中間的是動(dòng)片,所以測(cè)量電阻的話1。3腳是總電阻,動(dòng)片動(dòng)不動(dòng)阻值都不會(huì)變,接12,阻值從順時(shí)針方向變大(動(dòng)片動(dòng)的話),接2,3就是反的.6個(gè)腳叫雙聯(lián)電位器,就是2個(gè)單聯(lián)做在一起了,8腳的應(yīng)該是帶了一個(gè)開關(guān),一般在汽車音響上用的教多。