ポテンショメータ

ポテンショメータは、多くのデジタル デバイスの基本コンポーネントです。オーム単位で測定される可変抵抗器です。電圧はポテンショメータのワイパーに印加され、回路の抵抗はワイパーにつながるワイヤの長さによって決まります。ポテンショメータには、ロータリー ポテンショメータ、リニア ポテンショメータ、機械式ポテンショメータ、デジタル ポテンショメータの 4 種類があります。ポテンショメータは抵抗を測定しますが、他の抵抗と同じ方法ではありません。ポテンショメータに電圧​​が印加されると、電流の流れに抵抗する電子が流れます。この抵抗は多くの場合オームで測定され、ノブをどれだけ回したかに比例します。言い換えれば、オームが高いほど、抵抗が高くなります。

ポテンショメータとは?

ポテンショメータは、基本的にセルが接続されているワイヤです。シミュレートされた設計では、長いワイヤがいくつかの部分に切断され、それらが互いに隣り合って配置され、両端が厚い金属ストリップで接続されます。ワイヤーに流れる電流は、回路に可変抵抗 (レオスタット) を接続することで調整できます。ユーザーは、電位差を測定するための抵抗を変更できます。回路内の任意の 2 点間の電圧は、ソースの電荷を負荷に運ぶために転送されるエネルギーです。回路全体に電位差がある場合、回路に電流が流れ始めます。

ポテンショメータは、未知のソースの電圧を測定するために使用されるデバイスです。この電圧を既知の電圧と比較することで機能します。特定のセルの起電力（emf）と内部抵抗を決定し、異なるセルのemfを比較するために使用されます。比較法は、さまざまなシナリオの結果を分析するために使用され、電位を測定するという特定の目的のために、ポテンショメータでより正確になります。

ポテンショメータの動作原理

ポテンショメータは、ワイヤの断面積が均一で、ワイヤを流れる電流がユニフォーム。

ポテンショメータの種類

ポテンショメータには基本的に 4 つのタイプがあります:

回転ポテンショメーターは、回転運動を電圧出力に変換できる 2 つまたは 4 つのローターを備えた 3 端子ロータリー エンコーダーです。

リニア ポテンショメータは、最も基本的なタイプのポテンショメータです。通常は 10k ～ 100k の範囲の 2 つの抵抗で構成され、単一の出力に接続されています。ノブを回すと、2 つの抵抗器の抵抗値が変化し、出力電圧が変化します。

機械式ポテンショメータは、回路の抵抗を変更するために調整できるワイパー付きの可変抵抗器です。ポテンショメータの抵抗は、デバイスのノブを回すか、ワイパーをオンまたはオフにすることで調整できます。

デジタル ポテンショメータ (DP) は、ノイズの低減、分解能の向上、ポテンショメータの分解能をディスプレイまたはプリンタの分解能にスケーリングする機能など、従来のポテンショメータに比べてさまざまな利点を提供します。

2 つのセルの EMF の比較

ポテンショメータは、2 つのセル間の EMF の量を評価するために使用される電気メカニズムで構成されています。また、セルの内部抵抗と抵抗器の両端の電位差を計算するためにも使用されます。 2 つのセルの EMF は、和と差の方法を使用して比較できます。

Sum メソッド

セルのプラス端子が他のセルのマイナス端子に接続されるように、2 つの電気セルが互いに接続されている場合。両方のセルの EMF が合計され、両方のセルの組み合わせの EMF は E1 + E2 です。 2つの異なる電池を接続するこの方法は、和法と呼ばれます。

差分法

2 つの電気セルが負端子と正端子が接続されるように電気回路に接続されている場合、それらは互いに対向し、2 つのセルの実効 EMF は E1 – E2 です。この特定の手順は差分法として知られています。

ポテンショメータの感度

ポテンショメータの感度は、ポテンショメータを使用して計算される電位の最小の変動です。その感度は通常、電位勾配の値に依存します。電位勾配の値が小さい場合、ポテンショメータによって計算される電位差は制限されるため、ポテンショメータの感度は高くなります。つまり、電位差が小さいほどポテンショメータの感度が高くなります。電位の不一致量が一定の場合、ポテンショメータの長さを長くすることで、電位感度を倍増させることができます。ポテンショメータの感度は、次の理由で高くなる場合もあります:

セルの内部抵抗の測定

内部抵抗とは、セルおよびバッテリー自体によって提供される電流の流れに対する抵抗を指し、その結果、バッテリー自体内で熱が発生し、熱が蓄積します。バッテリーの内部抵抗はオームで測定されます。

セルの内部抵抗と EMF の間のセル関係の内部抵抗の測定値は、次の式で与えられます。

e =私 (r + R)

または e =V + Ir

V は、セル全体の電位差 (電圧とも呼ばれます) であり、電流 (I) が回路を流れているときにセルが提供できるエネルギー量です。

結論

ポテンショメータは、抵抗を測定するデバイスです。ポテンショメータの抵抗は、ポテンショメータ内部の可動接点アームの角度によって決まります。アームがシャフトの端に近づくほど、抵抗が高くなります。アームがシャフトの中央に近いほど、抵抗は低くなります。ロータリー ポテンショメータ、リニア ポテンショメータ、メカニカル ポテンショメータ、デジタル ポテンショメータの 4 種類があります。 2 つのセルの EMF を比較するには、合計法と差法という 2 つの方法があります。ポテンショメータの感度は、ポテンショメータを使用して計算される電位の最小の潜在的な変動です。