Как найти сопротивление потенциометра

Официально «потенциометр» обозначает название прибора, предназначенного для измерения напряжения. Более просто — это вольтметр. Еще потенциометрами могут называть датчики, фиксирующие положение или перемещение, например, дроссельной заслонки в карбюраторах двигателей внутреннего сгорания.

Потенциометр или реостат

Но есть и еще одно устройство, именуемое потенциометром. Речь о трехвыводном переменном резисторе. Именно так специалисты-электронщики на своем профессиональном жаргоне называют резистор с изменяемым номиналом. Различают потенциометры электромеханические и цифровые, или автоматические. В электромеханических элементах изменение номинала сопротивления осуществляется путем ручного перемещения отводного контакта. В автоматических устройствах эту функцию выполняют интегральные схемы с заложенными в них программами, которые самостоятельно, в зависимости от величины напряжения в цепи, регулируют номинал собственного сопротивления.

В части цифровых потенциометров применяется память, которая сбивается при отключении электричества. Это означает, что во время очередного включения они возвращаются к сопротивлению, которое было установлено изначально, по умолчанию. Обычно — это среднее значение между минимальным и максимальным значением. В других устройствах применяют микроконтроллер, отвечающий за энергонезависимость и сохранение последних показаний, которые выдавал потенциометр перед отключением питания.

И цифровые и механические потенциометры показывают достаточно большую погрешность. Часто допуск может достигать ±20%. Также они плохо реагируют на изменения температуры. Эти негативные моменты частично способен сгладить умножающий цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), подключаемый к схеме с переменным резистором. Работа ЦАП инициируется микроконтроллером при включении питания, следовательно, он может использоваться лишь в сочетании с цифровым элементом сопротивления.

Потенциометры часто путают с реостатами. Последние тоже представляют собой вид переменных резисторов, но они предназначены для регулировки силы тока. Тогда как потенциометры являются регуляторами напряжения. Отличаются они и схемой включения в электроцепь. Применяются переменные резисторы во многих электронных устройствах. Наиболее наглядно их работу можно продемонстрировать на примере убавления и прибавления громкости на звуковоспроизводящих устройствах. Применяют потенциометры в устройствах регулировки освещения и других устройствах, где есть необходимость уменьшения или увеличения напряжения.

Проверка переменных элементов сопротивления необходима, так как они, как и любые другие устройства, могут выходить из строя. При этом их внешний вид выглядит, как у вполне работоспособных резисторов. Кроме этого, используют проверку мультиметром и для определения предельных номиналов, чтобы убедиться, что потенциометр подходит для подключения его к той или иной электрической схеме.

Мультиметр

Рассказывая о том, как проверить потенциометр мультиметром нельзя обойти стороной сам мультиметр и не напомнить об этом приборе. Итак, мультиметр — это измерительный прибор, назначением которого является замер величины силы тока, сопротивления и напряжения. Это устройство объединяет в себе:

• амперметр;
• омметр;
• вольтметр.

Мультиметром можно прозвонить электрическую сеть, определяя в ней обрыв или замыкание токопроводящих кабелей. Эти измерительные устройства представляют собой корпус с градуированной шкалой и стрелкой, соединенной с подвижной катушкой. Последняя совершает вращательное движение под воздействием вихревых токов, возникающих из-за электромагнитного взаимодействия обмотки катушки и постоянного магнита. Такие мультиметры называют аналоговыми.

Существуют и более точные, и более современные мультиметры, называемые цифровыми. Их показания выводятся на электронный дисплей. Именно цифровые приборы получили сейчас наибольшее распространение. В то время как аналоговые устройства почти не используют.

Кроме корпуса с измерительным механизмом (аналоговым или электронным) в комплектацию мультиметров входят два щупа. Их провода всегда окрашены одинаково. Один в красный, другой в черный цвет. Черный щуп подключается через гнездо прибора, обозначенное «COM» или «–», к массе или фазе. Красный провод вставляется в разъем с символами «VΩmA». Греческая буква «Ω» обозначает, что, наряду с силой тока и напряжением, данное гнездо отвечает и за передачу импульса при измерении сопротивления.

Следующим конструктивным элементом мультиметра является вращающийся переключатель режимов и пределов измерения. В зависимости от того, что именно измеряется, переключатель поворачивается в сторону тех или иных секторов.на корпусе. Кроме указания единиц измерения напряжения, силы тока и сопротивления, в секторах имеются цифры, обозначающие пределы измерения.

Устройство потенциометра

Для понимания самой процедуры проверки потенциометра, необходимо знать его устройство. Потенциометр является элементом, имеющим три вывода и рукоятку регулировки сопротивления. Устройство переменного резистора включает в себя ползунок, скользящий по резистивному слою. Два из трех выводов являются концами этого слоя. А третья ножка-вывод присоединена к ползунку.

Для того, чтобы измерить максимальное сопротивление потенциометра, замеряют сопротивление на выводах от резистивного покрытия. После подключения мультиметра, на дисплее отобразится номинальное сопротивление. Для замера сопротивления, которое установлено в данный момент, зажимы проводов измерительного прибора соединяют с одним выводом от резистивного слоя и с выводом ползунка. При этом будет показано сопротивление на одном из краев движка.

Если мультиметр показывает сопротивление, которое стремится к бесконечности, значит потенциометр неисправен. Чаще всего встречаются такие поломки, как:

• отгорание концов потенциометра;
• изнашивание резистивного материала;
• потеря контакта между ползунком и покрытием.

Узнать, что причина кроется в потере контакта можно, поворачивая ручку потенциометра. В одном из положений контакт обычно устанавливается и сопротивление приходит в норму. Хотя сейчас предпочтение отдают цифровым мультиметрам, производить проверку контакта потенциометра лучше аналоговым прибором. Стрелка четко определит момент потери и появления соединения ползунка, и резистентного покрытия.

Наряду с обычными, трехвыводными, потенциометрами в электроприборах используются стерео, или шестивыводные переменные резисторы. Принцип их проверки аналогичен элементам, имеющим 3 ножки.

Проверка потенциометра

Проверить потенциометр с помощью мультиметра можно, когда он находится в подключенном к схеме состоянии или после выпаивания его оттуда. Первый вариант представляется более сложным в исполнении. Проверить обычный резистор, с постоянным номиналом, прямо в цепи, не представляет никакой сложности. Но элемент с тремя выводами — это другое дело. Осуществить проверку можно, только если потенциометр впаян в начале цепи. Такое расположение переменного резистора в схеме более удобно, так как это позволяет узнать общее сопротивление между контактами с краев.

Более точная проверка сопротивления проводится после выпайки потенциометра из схемы или когда они еще не монтировались в цепь.

До начала проверки переменного резистора с использованием мультиметра, элемент нужно внимательно осмотреть. Если на нем есть механические повреждения, сколы и трещины, необходимость в дальнейшем обследовании автоматически отпадает. Если повреждений нет, а все выводы надежно держатся в корпусе, можно переходить к следующему этапу — проверке мультиметром.

Процедура проверки измерительным прибором включает в себя несколько стадий:

1. Мультиметр переводится в режим измерения сопротивления.
2. Щупы или зажимы проводов измерительного устройства подсоединяются к крайним выводам переменного резистора. Полученные показания характеризуют общее сопротивление потенциометра. При исправном элементе значение, выведенное на дисплей мультиметра, не должно быть отличным от номинала на величину, превышающую установленный допуск. Это значение выражается в процентном соотношении к номиналу и его можно определить по цветовой маркировке корпуса.
3. В случае, если значение на дисплее соответствует номинальному сопротивлению, переходят к измерению переменных значений. Для этого щупы соединяют со средним и одним из крайних выводов.
4. Последним этапом проверки потенциометра является вращение его ручки в любом из направлений. При корректно работающем элементе, изменение показаний на дисплее или движения стрелки вдоль шкалы должны быть плавными.

Если же прибор неисправен — мультиметр покажет бесконечное значение сопротивления. По мнению знающих людей, главное при ремонте электроники — найти неисправный элемент. Обнаружив такую деталь, ее легко можно заменить на новую, после чего холодильник, электрогитара или станок с электродвигателем прослужат еще много лет.

Видео по теме

Была ли эта статья полезной?

Резистор
– это элемент, обладающий сопротивлением,
например, кусок проволоки, катушка,
реостат. Любой
участок электрической цепи имеет
сопротивление.

Сопротивление–
это физическая величина, характеризующая
способность проводника препятствовать
прохождению электрического тока. На
электрических схемах обозначается
буквой R.

Различают резистор с постоянным
сопротивлением (рис.1а) и переменный
резистор (рис.1б). Конструктивно переменный
резистор может быть выполнен линейным
или круговым.

Примечание:большинство ручек
управления радиоприёмников, телевизоров
и т.п. связано с переменным сопротивлением.

Реостат
и потенциометр – это схемы включения
переменного сопротивления.

Включение переменного сопротивления
по схеме реостата показано на рис.2.
Реостат служит для изменения силы тока
в цепи. В схеме на рис.2 реостатом
регулируется яркость лампы с сопротивлением
R_Л .

Включение переменного сопротивления
по схеме потенциометра показано на
рис.3. Потенциометр служит для плавного
регулирования напряжения на участке
цепи. Он играет роль делителя напряжения
(подробнее ниже).

Следует
различать «вход» и «выход» потенциометра.
Клеммы «А» и «В» являются входом
потенциометра, клеммы «С» и «В» (или «С»
и «А») 
выходом. Источник тока присоединяется
к потенциометру к клеммам «А» и «В».
Регулируемое напряжение U
снимается со скользящего контакта «С»
и одной из нижних клемм, например «В»
(или «А»), к которой присоединён источник.
При таком включении напряжение может
изменяться от нуля до максимального
значения, определяемого ЭДС источника.

В
данной работе используется переменное
сопротивление линейного типа. Исследуется
зависимость напряжения, снимаемого с
потенциометра, от длины х введенной его
части при различных сопротивлениях
внешней цепи (сопротивление нагрузки)
R_н.
На рис.3:
– ЭДС источника питания;R_п

сопротивление потенциометра;
x
– длина
введенной части потенциометра;
L
– полная длина потенциометра;

Покажем,
что потенциометр является идеальным
делителем входного напряжения только
если сопротивление нагрузки отсутствует
(это соответствует случаю R_н
=,
так как при этом ток через него не идет)
или много больше сопротивления введенной
части потенциометра.

Рассмотрим
рис.3 и рис.4. Пусть R_н
нет и скользящий контакт «С» стоит
посередине, т.е. х = L2.
Тогда сопротивление потенциометра R_п
можно
представить состоящим из двух равных
частей: R₁
и R₂
; R_п=
R₁+
R₂.
Очевидно, что напряжение U
на этих сопротивлениях будет делиться
пополам (см. рис.6), т.е. потенциометр
будет идеальным делителем.

Теперь рассмотрим, как изменяется
напряжение на выходе потенциометра при
наличии R_н.
Расчёт напряжения на этом сопротивлении
можно выполнить двумя способами: с
помощью законов Ома и с помощью правил
Кирхгофа.

Рассмотрим первый способ.Напомним,
что существует 3 вида записи закона Ома
в зависимости от вида участка цепи
постоянного тока. На рис.7 показаны три
основных вида участков:

1.
Участок, содержащий только сопротивление
R,т.н. однородный
участок 
рис.7 а). Закон Ома для этого случая имеет
вид:

I=(3)

2.
Закон Ома для замкнутой (одноконтурной)
цепи с источником тока рис.7 б):

I
=
или I(R+r)
= (4)

3. Закон Ома для участка цепи, содержащей
ЭДС и сопротивление R₀=R+r,
т.н.неоднородныйучастокрис.7
в) имеет вид:

IR₀
= ₁–
₃+,или(5)

Выражение (5) является наиболее общей
формой закона Ома, из которой следуют
два предыдущих случая.

Примечание.Участок на рис.7 в) выбран из некоторой
произвольной электрической цепи. В ней
могут быть другие ЭДС, не входящие в
выделенный участок, под действием
которых ток по данному участку может
течь и навстречу данной ЭДС.
Если ЭДСнаправлена встречно току, текущему
по данному участку, то в формуле (5)
ее надо взять со знаком минус. За
направление ЭДС принято направление
от «-» к «+» (внутри ЭДС).

Рассмотрим конкретный пример расчета
напряжения на нагрузке, показывающий
как изменяется напряжение на выходе
потенциометра при небольших величинах
R_н .

Пример.Пусть х =L2,R_п = 200 Ом,
тогдаR₁=R₂= 100 Ом,=10 В,R_н=10 Ом. Для
расчета напряжения на нагрузкеU_н
воспользуемся схемой на рис.4. Чтобы
можно было использовать закон Ома в
виде (4) надо преобразовать схему на
рис.4 к одноконтурной. Для этого необходимо
заменить параллельно соединенные
сопротивленияR₂
иR_н одним,
общимR_o.
По формуле 1R_o=1R₂+1R_н,
подставив численные значения, найдёмR_o9,1
Ом.

Внимание!
Для самоконтроля: общее сопротивление
двух параллельно соединенных сопротивлений
должно быть меньше меньшего.

Далее, по формуле (4) найдем ток в контуре
состоящем из источника тока с э.д.с.
и сопротивленийR₁ иR_o
: I=(R₁
+R_o)=
10(100+9,1)= 0,09 А.

Теперь найдём напряжение на нагрузке
U_н :U_н=
IR_o=
0,099,1=
0,82 В .

Обратите
внимание: после подключения к потенциометру
R_н=10 Ом
напряжение на выходе потенциометра
уменьшилось более чем в 5 раз.

Вывод:Чем меньше сопротивление нагрузкиR_н
(шунтирующее выходное сопротивление
потенциометра), тем меньше напряжение
на нагрузке. Характеристика потенциометра
(зависимость выходного напряжения от
длины xвведенной
части потенциометра) становится
нелинейной. Нелинейность тем больше,
чем меньшеR_н.

Второй
способ
определения
напряжения на R_н

заключается
в применении правил Кирхгофа. Это не
сложная задача. Начало её решения
показано на рис.5. Необходимо выбрать
направления токов в ветвях и составить
систему уравнений. Сделайте
это самостоятельно.
Соответствующий теоретический материал
по правилам Кирхгофа можно найти в лаб.
работе №204 или в учебнике Т.И.Трофимовой.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #