전위차계는 무엇입니까 : 구성 및 작동

전위차계는 측정에 사용되는 전기 기기입니다. EMF (기전력) 주어진 세포의 내부 저항. 또한 다른 세포의 EMF를 비교하는 데 사용됩니다. 그것은 또한 사용할 수 있습니다 가변 저항기 대부분의 응용 프로그램에서. 이 전위차계는 조정 방법을 제공하는 전자 장비 제조에 대량으로 사용됩니다. 전자 회로 올바른 출력을 얻을 수 있습니다. 가장 분명한 용도는 라디오 및 오디오에 사용되는 기타 전자 장비의 볼륨 제어에 사용되어야합니다.

전위차계 핀아웃

Trimpot 전위차계의 핀 다이어그램은 아래와 같습니다. 이 전위차계는 다양한 모양으로 제공되며 3 개의 리드를 포함합니다. 이러한 구성 요소는 쉽게 프로토 타이핑 할 수 있도록 브레드 보드에 쉽게 배치 할 수 있습니다. 이 전위차계는 그 위에 손잡이를 포함하며이를 변경하여 값을 변경하는 데 사용됩니다.

전위차계의 핀

Pin1 (고정 끝) : 이 고정 된 끝 1의 연결은 저항성 경로의 한 끝에서 수행 될 수 있습니다.

Pin2 (가변 끝) : 이 가변 단의 연결은 가변 전압을 제공하도록 와이퍼에 연결하여 수행 할 수 있습니다.

Pin3 (고정 끝) : 이 다른 고정 끝의 연결은 저항성 경로의 다른 끝 부분에 연결하여 수행 할 수 있습니다.

전위차계를 선택하는 방법?

전위차계는 POT 또는 가변 저항이라고도합니다. 이들은 전위차계의 노브를 변경하여 가변 저항을 제공하는 데 사용됩니다. 이 분류는 저항 (R-ohms) 및 전력 등급 (P-Watts)과 같은 두 가지 중요한 매개 변수를 기반으로 할 수 있습니다.

전위차계

전위차계 저항 그렇지 않으면 그 값은 주로 전류 흐름에주는 저항의 양을 결정합니다. 저항 값이 높으면 전류 값이 낮아집니다. 일부 전위차계는 500Ω, 1K 옴, 2K 옴, 5K 옴, 10K 옴, 22K 옴, 47K 옴, 50K 옴, 100K 옴, 220K 옴, 470K 옴, 500K 옴, 1M입니다.

저항기의 분류는 주로 전력 등급으로 알려진 저항을 통해 흐르는 전류의 양에 따라 다릅니다. 전위차계의 정격 전력은 0.3W이므로 저 전류 회로에 간단히 사용할 수 있습니다.

여전히 여러 종류의 전위차계가 있으며 그 선택은 주로 다음과 같은 특정 필요성에 따라 다릅니다.

• 구조의 필수품
• 저항 변화 특성
• 사용의 필요성에 따라 전위차계의 종류를 선택하십시오
• 회로의 필요성에 따라 매개 변수를 선택하십시오.

구성 및 작동 원리

전위차계는 매그넘 또는 콘스 탄탄으로 구성된 긴 저항선 L과 알려진 EMF V의 배터리로 구성됩니다.이 전압을 드라이버 셀 전압 . 저항선 L의 두 끝을 아래 그림과 같이 배터리 단자에 연결하십시오. 이것이 1 차 회로 배열이라고 가정하겠습니다.

다른 셀의 한 단자 (EMF E를 측정해야 함)는 1 차 회로의 한쪽 끝에 있고 셀 단자의 다른 끝은 검류계 G를 통해 저항성 와이어의 임의 지점에 연결됩니다. 이제이 배열이 다음과 같다고 가정 해 보겠습니다. 2 차 회로. 전위차계의 배열은 아래와 같습니다.

전위차계의 구성

이것의 기본 작동 원리는 전선의 단면적이 균일하고 전선을 통해 흐르는 일정한 전류가있는 경우 전선의 모든 부분에 걸친 전위의 저하가 전선의 길이에 정비례한다는 사실에 기반합니다. '두 노드 사이에 전위차가 없으면 전류가 흐릅니다.'

이제 전위차계 와이어는 실제로 균일 한 단면적 A를 가진 높은 저항률 (ῥ)을 가진 와이어입니다. 따라서 와이어 전체에 걸쳐 균일 한 저항이 있습니다. 이제이 전위차계 단자는 드라이버 셀 또는 전압 소스라고하는 높은 EMF V (내부 저항 무시) 셀에 연결됩니다. 전위차계를 통과하는 전류는 I이고 R은 전위차계의 총 저항입니다.

그런 다음 Ohms 법칙 V = IR

우리는 R = ῥL / A

따라서 V = I ῥL / A

ῥ와 A는 항상 일정하고 전류이므로 가변 저항에 의해 일정하게 유지됩니다.

그래서 L ῥ / A = K (상수)

따라서 V = KL. 이제 위와 같이 드라이버 셀보다 낮은 EMF의 셀 E가 회로에 배치되었다고 가정합니다. EMF E가 있다고 가정합니다. 이제 전위차계 와이어에서 길이 x에서 전위차계가 E가되었다고 말합니다.

E = L ῥx / A = Kx

이 셀을 해당 길이 (x)에 연결하여 위 그림과 같이 회로에 넣으면 전위차가 0이면 전류가 흐르지 않기 때문에 검류계를 통해 전류가 흐르지 않습니다. .

검류계 G는 널 감지를 보여줍니다. 그런 다음 길이 (x)를 널 포인트의 길이라고합니다. 이제 상수 K와 길이 x를 알고 있습니다. 알려지지 않은 EMF를 찾을 수 있습니다.

E = L ῥx / A = Kx

둘째, 두 셀의 EMF도 비교할 수 있습니다. EMF E1의 첫 번째 셀은 길이 = L1에서 널 포인트가 주어지고 EMF E2의 두 번째 셀은 길이 = L2에서 널 포인트를 보여줍니다.

그때,

E1 / E2 = L1 / L2

전위차계가 전압계보다 선택되는 이유는 무엇입니까?

전압계를 사용하면 전류가 회로를 통해 흐르고 셀의 내부 저항으로 인해 항상 단자 전위가 실제 셀 전위보다 낮습니다. 이 회로에서 전위차가 균형을 이루면 (검류계 널 감지 사용) 회로에 전류가 흐르지 않으므로 단자 전위는 실제 셀 전위와 동일합니다. 따라서 전압계는 셀의 단자 전위를 측정하지만 실제 셀 전위를 측정한다는 것을 이해할 수 있습니다. 이에 대한 도식 기호가 아래에 나와 있습니다.

전위차계 기호

전위차계의 유형

전위차계는 일반적으로 냄비라고도합니다. 이 전위차계에는 세 개의 단자 연결이 있습니다. 한 단자는 와이퍼라고하는 슬라이딩 접점에 연결되고 다른 두 단자는 고정 저항 트랙에 연결됩니다. 와이퍼는 선형 슬라이딩 제어 또는 회전 '와이퍼'접점을 사용하여 저항성 트랙을 따라 이동할 수 있습니다. 로터리 및 리니어 컨트롤은 기본 작동이 동일합니다.

전위차계의 가장 일반적인 형태는 단일 회전 회전식 전위차계입니다. 이러한 유형의 전위차계는 오디오 볼륨 제어 (대수 테이퍼) 및 기타 여러 응용 분야에서 자주 사용됩니다. 탄소 성분, 서멧, 전도성 플라스틱 및 금속 필름을 포함하여 전위차계를 구성하는 데 다양한 재료가 사용됩니다.

회전 전위차계

이들은 와이퍼가 원형 경로를 따라 움직이는 가장 일반적인 유형의 전위차계입니다. 이러한 전위차계는 주로 일부 회로에 가변 전압 공급을 제공하는 데 사용됩니다. 이 회전식 전위차계의 가장 좋은 예는 라디오 트랜지스터의 볼륨 컨트롤러로, 회전 노브가 증폭기를 향한 전류 공급을 제어합니다.

이러한 종류의 전위차계에는 반원형 모델에서 일관된 저항을 찾을 수있는 두 개의 단자 접점이 포함됩니다. 또한 회전 손잡이를 통해 연결되는 슬라이딩 접점을 사용하여 저항에 연합되는 중간에 단자를 포함합니다. 슬라이딩 접점은 손잡이를 반원 저항 위로 돌려서 돌릴 수 있습니다. 이 전압은 저항과 슬라이딩의 두 접점 사이에서 얻을 수 있습니다. 이 전위차계는 레벨 전압 제어가 필요한 모든 곳에서 사용됩니다.

선형 전위차계

이러한 유형의 전위차계에서 와이퍼는 선형 경로를 따라 이동합니다. 슬라이드 포트, ​​슬라이더 또는 페이더라고도합니다. 이 전위차계는 회전식과 유사하지만이 전위차계에서 슬라이딩 접점은 단순히 저항에서 선형으로 회전합니다. 저항기의 두 단자 연결은 전압 소스를 통해 연결됩니다. 저항을 통해 연결된 경로를 사용하여 저항의 슬라이딩 접점을 이동할 수 있습니다.

저항의 단자는 회로 출력의 한쪽 끝에 연결된 슬라이딩 방향으로 연결되고 다른 단자는 회로 출력의 다른 끝 부분에 연결됩니다. 이러한 종류의 전위차계는 주로 회로의 전압을 계산하는 데 사용됩니다. 배터리 셀의 내부 저항을 측정하는 데 사용되며 사운드 및 음악 이퀄라이저의 믹싱 시스템에도 사용됩니다.

기계식 전위차계

시장에는 다양한 종류의 전위차계가 있습니다. 그 이유는 기계적 유형이 장치의 출력과 저항을 변경하기 위해 수동으로 제어하는 ​​데 사용된다는 점입니다. 그러나 디지털 전위차계는 주어진 상태에 따라 저항을 자동으로 변경하는 데 사용됩니다. 이 유형의 전위차계는 전위차계처럼 정확하게 작동하며 노브를 직접 돌리지 않고 SPI, I2C와 같은 디지털 통신을 통해 저항을 변경할 수 있습니다.

이 전위차계는 POT 모양의 구조로 인해 POT라고합니다. 여기에는 i / p, o / p 및 GND와 같은 세 개의 터미널이 있으며 피나클의 손잡이가 있습니다. 이 노브는 저항을 시계 방향과 달리 반 시계 방향으로 두 방향으로 회전시켜 저항을 제어하는 ​​컨트롤처럼 작동합니다.

디지털 전위차계의 주요 단점은 단순히 먼지, 먼지, 습기 등과 같은 다양한 환경 요인의 영향을 받는다는 것입니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 디지털 전위차계 (digiPOT)가 구현되었습니다. 이 전위차계는 작동을 변경하지 않고 먼지, 먼지, 습기와 같은 환경에서 작동 할 수 있습니다.

디지털 전위차계

디지털 전위차계는 digiPOT 또는 가변 저항기 마이크로 컨트롤러를 사용하여 아날로그 신호를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 이러한 유형의 전위차계는 디지털 입력에 따라 변경 가능한 o / p 저항을 제공합니다. 때로는이를 RDAC (저항성 디지털-아날로그 변환기)라고도합니다. 이 digipot의 제어는 기계적 움직임이 아닌 디지털 신호에 의해 수행 될 수 있습니다.

저항 사다리의 각 단계에는 디지털 전위차계의 o / p 단자에 연결된 하나의 스위치가 포함됩니다. 전위차계의 저항 비율은 사다리에서 선택한 단계를 통해 결정할 수 있습니다. 일반적으로 이러한 단계는 예를 들어 비트 값으로 표시됩니다. 8 비트는 256 단계와 같습니다.

이 전위차계는 신호를 위해 I²C와 같은 디지털 프로토콜을 사용합니다. 그렇지 않으면 SPI 버스 (직렬 주변 장치 인터페이스)를 사용합니다. 이러한 전위차계의 대부분은 단순히 휘발성 메모리를 사용하므로 전원이 꺼지면 위치를 기억하지 못하고 마지막 위치는 연결된 FPGA 또는 마이크로 컨트롤러를 통해 저장 될 수 있습니다.

형질

그만큼 전위차계의 특성 다음을 포함하십시오.

• 식별되지 않은 전압을 결정하기 위해 편향 기술이 아닌 평가 기술에서 작동하므로 매우 정확합니다.
• 차원에 대한 힘이 필요하지 않은 경우 균형점을 결정합니다.
• 전위차계 작동은 균형을 이루기 때문에 전위차계 전체에 전류 흐름이 없기 때문에 소스의 저항이 없습니다.
• 이 전위차계의 주요 특징은 분해능, 테이퍼, 마킹 코드 및 홉 온 / 홉 오프 저항입니다.

전위차계 감도

전위차계 감도는 전위차계를 사용하여 계산되는 최소 전위 변동으로 정의 할 수 있습니다. 감도는 주로 잠재적 인 기울기 값 (K)에 따라 달라집니다. 전위차계 값이 낮 으면 전위차계가 계산할 수있는 전위차가 더 작아지고 전위차계 감도가 더 커집니다.

따라서 주어진 잠재적 인 비 유사성에 대해 전위차계의 길이를 늘려 전위차계 감도를 높일 수 있습니다. 전위차계 감도는 다음과 같은 이유로 증가 할 수도 있습니다.

• 전위차계 길이를 늘림으로써
• 가변 저항을 통해 회로 내 전류 흐름 감소
• 두 기술 모두 전위 기울기 값을 줄이고 저항률을 높이는 데 도움이됩니다.

전위차계와 전압계의 차이점

전위차계와 전압계의 주요 차이점은 비교 표에서 설명합니다.

가변 저항기 대 전위차계

가변 저항과 전위차계의 주요 차이점은 비교 표에서 설명합니다.

전위차계로 전압 측정

전압 측정은 회로에서 전위차계를 사용하여 수행 할 수있는 매우 간단한 개념입니다. 회로에서 가변 저항을 조정하고 저항을 통과하는 전류 흐름을 조정하여 저항의 각 단위 길이에 대해 정확한 전압을 떨어 뜨릴 수 있습니다.

이제 분기의 한쪽 끝을 저항기 시작 부분에 고정해야하고 다른 쪽 끝은 검류계를 사용하여 저항의 슬라이딩 접점쪽으로 연결할 수 있습니다. 이제 검류계가 제로 편향을 표시 할 때까지 저항 위로 슬라이딩 접점을 이동해야합니다. 검류계가 제로 상태에 도달하면 저항 스케일의 위치 판독 값을 기록해야하며 회로의 전압을 발견 할 수 있습니다. 더 나은 이해를 위해 저항의 각 단위 길이에 대한 전압을 조정할 수 있습니다.

장점

그만큼 전위차계의 장점 다음을 포함하십시오.

• 무반사 방식을 사용하므로 오류가 발생할 가능성이 없습니다.
• 표준화는 일반 셀을 직접 사용하여 수행 할 수 있습니다.
• 매우 민감하기 때문에 작은 EMF를 측정하는 데 사용됩니다.
• 요구 사항에 따라 전위차계 길이를 늘려 정확도를 얻을 수 있습니다.
• 전위차계가 측정을 위해 회로에 사용되면 전류가 흐르지 않습니다.
• 셀의 내부 저항을 측정하고 e.m.f를 비교하는 데 사용됩니다. 그러나 전압계를 사용하면 불가능합니다.

단점

그만큼 전위차계의 단점 다음을 포함하십시오.

• 전위차계 사용이 편리하지 않습니다.
• 전위차계 와이어의 단면적은 일관성이 있어야 실제적으로 불가능합니다.
• 실험을하는 동안 와이어 온도는 안정적이어야하지만 전류 흐름으로 인해 어렵습니다.
• 이것의 가장 큰 단점은 와이퍼 또는 슬라이딩 접점을 이동하는 데 큰 힘이 필요하다는 것입니다. 와이퍼의 움직임으로 인해 침식이 있습니다. 따라서 트랜스 듀서의 수명이 단축됩니다.
• 대역폭이 제한됩니다.

전위차계 드라이버 셀

전위차계는 전압으로 전위차계의 저항에서 측정 전압을 평가하여 전압을 측정하는 데 사용됩니다. 따라서 전위차계 작동을 위해서는 전위차계의 회로에 연결된 전압 소스가 있어야합니다. 전위차계는 구동기 셀로 알려진 셀이 제공하는 전압원에 의해 작동 될 수 있습니다.

이 셀은 전위차계의 저항을 통해 전류를 전달하는 데 사용됩니다. 전위차계의 저항 및 현재 제품은 장치의 완전한 전압을 제공합니다. 따라서이 전압을 조정하여 전위차계의 감도를 변경할 수 있습니다. 일반적으로 이것은 저항 전체에 걸쳐 전류를 조절하여 수행 할 수 있습니다. 가변 저항기는 드라이버 셀과 직렬로 연결됩니다.

저항 전체의 전류 흐름은 드라이버 셀과 직렬로 연결된 가변 저항기를 사용하여 제어 할 수 있습니다. 따라서 드라이버 셀 전압은 측정 된 전압에 비해 더 좋아야합니다.

전위차계의 응용

전위차계의 용도는 다음과 같습니다.

전압 분배기로서의 전위차계

전위차계는 다음과 같이 작동 할 수 있습니다. 전압 분배기 전위차계의 두 끝단에 적용된 고정 입력 전압에서 슬라이더에서 수동으로 조정 가능한 출력 전압을 얻습니다. 이제 RL 양단의 부하 전압을 다음과 같이 측정 할 수 있습니다.

전압 분배기 회로

VL = R2RL. VS / (R1RL + R2RL + R1R2)

오디오 제어

최신 저전력 전위차계의 가장 일반적인 용도 중 하나 인 슬라이딩 전위차계는 오디오 제어 장치입니다. 슬라이딩 포트 (페이더)와 로터리 전위차계 (노브)는 주파수 감쇠, 음량 조절 및 오디오 신호의 다양한 특성에 정기적으로 사용됩니다.

텔레비전

전위차계는 사진 밝기, 대비 및 색상 응답을 제어하는 ​​데 사용되었습니다. 포텐셔미터는 수신 된 영상 신호와 수신기의 내부 스위프 회로 사이의 동기화에 영향을 미치는 '수직 홀드'를 조정하는 데 자주 사용되었습니다 ( 멀티 바이브레이터 ).

변환기

가장 일반적인 응용 분야 중 하나는 변위 측정입니다. 움직일 수있는 몸체의 변위를 측정하기 위해 전위차계에 위치한 슬라이딩 요소에 연결됩니다. 몸체가 움직이면 슬라이더의 위치도 그에 따라 변경되므로 고정 점과 슬라이더 사이의 저항이 변경됩니다. 이로 인해 이러한 지점의 전압도 변경됩니다.

저항이나 전압의 변화는 신체 변위의 변화에 ​​비례합니다. 따라서 전압 변화는 신체의 변위를 나타냅니다. 이것은 변환 및 회전 변위 측정에 사용할 수 있습니다. 이러한 전위차계는 저항 원리로 작동하기 때문에 저항성 전위차계라고도합니다. 예를 들어 샤프트 회전은 각도를 나타낼 수 있으며 전압 분할 비율은 각도의 코사인에 비례하여 만들 수 있습니다.

따라서 이것은 전위차계에 대한 개요 , 핀아웃, 구성, 다양한 유형, 선택 방법, 특성, 차이점, 장점, 단점 및 응용 프로그램. 이 정보를 더 잘 이해 하셨기를 바랍니다. 또한이 개념 또는 전기 및 전자 프로젝트 , 아래 댓글 섹션에 댓글을 달아 귀중한 제안을 해주세요. 여기에 질문이 있습니다. 회전식 전위차계의 기능은 무엇입니까?