Paralelné zapojenie variabilných a pevných odporov. vedecko-technická technológia

Zdá sa, že ide o jednoduchý detail, čo by tu mohlo byť komplikované? Ale nie! Existuje niekoľko trikov, ako túto vec použiť. Konštrukčne je premenný odpor usporiadaný tak, ako je znázornené na schéme - pásik materiálu s odporom, kontakty sú prispájkované na okrajoch, ale je tu aj pohyblivý tretí výstup, ktorý môže zaujať akúkoľvek polohu na tomto pásiku, rozdelenie odporu na časti. Môže slúžiť ako resetovateľný delič napätia (potenciometer) aj ako premenný odpor - ak potrebujete len zmeniť odpor.

Konštruktívny trik:
Predpokladajme, že musíme urobiť premenlivý odpor. Potrebujeme dva závery a zariadenie ich má tri. Zdá sa, že sa pýta samozrejmá vec- nepoužívajte jeden extrémny záver, ale používajte len stredný a druhý extrém. Zlý nápad! prečo? Áno, práve v momente pohybu po páse môže pohyblivý kontakt poskakovať, triasť sa a všemožne stratiť kontakt s povrchom. Súčasne sa odpor nášho premenlivého odporu stáva nekonečným, čo spôsobuje rušenie pri ladení, iskrenie a vyhorenie grafitovej stopy odporu, pričom výstup zariadenia je vyladený mimo povoleného režimu ladenia, čo môže byť fatálne.
Riešenie? Pripojte koncový vodič k strednému. V tomto prípade to najhoršie, čo zariadenie čaká, je krátkodobý prejav maximálnej odolnosti, no nie zlom.

Boj proti limitným hodnotám.
Ak je prúd regulovaný premenlivým odporom, napríklad napájaním LED, potom pri privedení do krajnej polohy môžeme odpor vynulovať, a to je v podstate absencia rezistora - LED sa zpáli. a vyhorieť. Takže musíte zaviesť ďalší odpor, ktorý nastaví minimálny povolený odpor. A tu sú dve riešenia - očividné a krásne :) To samozrejmé je jasné vo svojej jednoduchosti a to krásne je pozoruhodné v tom, že nemeníme maximálny možný odpor, ak nie je možné zraziť motor na nulu. V najvyššej polohe motora bude odpor rovný (R1*R2)/(R1+R2)- minimálny odpor. A v krajnom nižšom sa to vyrovná R1- ten, ktorý sme vypočítali, a nie je potrebné počítať s dodatočným odporom. To je prekrásne! :)

Ak potrebujete nalepiť obmedzenie na obe strany, stačí vložiť konštantný odpor zhora a zdola. Jednoduché a efektívne. Zároveň môžete dosiahnuť zvýšenie presnosti podľa nižšie uvedeného princípu.

Niekedy je potrebné upraviť odpor o mnoho kOhm, ale upravte len trochu - o zlomok percenta. Aby tieto mikrostupne otáčania motora nezachytili skrutkovačom na veľkom odpore, dali dve premenné. Jeden pre veľký odpor a druhý pre malý odpor, ktorý sa rovná hodnote zamýšľaného nastavenia. V dôsledku toho máme dva zvraty - jeden " Drsný» druhý « presne tak» Veľkú hodnotu nastavíme na približnú hodnotu a potom ju ukončíme malou hodnotou podmienky.

Označenia, parametre. Elektrické odpory sú široko používané v rádiových a elektronických zariadeniach. V elektrotechnike sa elektrické odpory nazývajú REZISTORY. Vieme, že elektrický odpor sa meria v jednotkách nazývaných ohmy. V praxi sú často potrebné odpory tisícok alebo dokonca miliónov ohmov. Preto sa na označenie odporov používajú tieto rozmerové jednotky:

Hlavným účelom odporov je vytvoriť potrebné prúdy alebo napätia pre normálne fungovanie elektronických obvodov.
Zvážte schému použitia rezistorov, napríklad na získanie daného napätia.

Majme zdroj GB s napätím U=12V. Potrebujeme dostať napätie na výstupe U1=4V. Napätia v obvode sa zvyčajne merajú vzhľadom na spoločný vodič (zem).
Výstupné napätie je vypočítané pre daný prúd v obvode (I v schéme). Predpokladajme, že prúd je 0,04A. Ak je napätie na R2 4 volty, potom napätie na R1 bude Ur1 = U - U1 = 8V. Podľa Ohmovho zákona zistíme hodnotu odporov R1 a R2.
R1 \u003d 8 / 0,04 \u003d 200 ohmov;
R2 = 4 / 0,04 = 100 ohmov.

Na implementáciu takéhoto obvodu musíme so znalosťou hodnoty odporu vybrať odpory príslušného výkonu. Vypočítajte stratový výkon rezistorov.
Výkon odporu R1 musí byť najmenej: Pr1 = Ur1 2 / R1; Pr1 = 0,32Wt a výkon R2: Pr2 = U12 / R2 = 0,16Wt. Obvod znázornený na obrázku sa nazýva delič napätia a slúži na získanie nižších napätí vzhľadom na vstupné napätie.

Dizajnové prvky odpor. Štrukturálne sú rezistory rozdelené podľa vlastného odporu (nominálnej hodnoty), odchýlky v percentách menovitej hodnoty a straty výkonu. Menovitý odpor a percentuálna odchýlka od menovitej hodnoty sú označené nápisom alebo farebným označením na odpore a výkon je určený celkovými rozmermi odporu (pre odpory malého a stredného výkonu do 1 W) , pri výkonných odporoch je výkon uvedený na puzdre odporu.

Najpoužívanejšie rezistory sú MLT a BC. Tieto odpory sú valcového tvaru a dva výstupy na pripojenie k elektrické schéma. Keďže odpory (nie výkonné) sú malé, zvyčajne sú označené farebnými pruhmi. Účel farebných pruhov je štandardizovaný a platí pre všetky rezistory vyrobené v ktorejkoľvek krajine sveta.

Prvé a druhé pásmo sú číselným vyjadrením menovitého odporu rezistora; tretie pásmo je číslo, ktorým musíte vynásobiť číselný výraz získaný z prvého a druhého pásma; štvrté pásmo je percentuálna odchýlka (tolerancia) hodnoty odporu od menovitej hodnoty.


Delič napätia. premenlivý odpor.
Vráťme sa k rozdeľovaču napätia. Niekedy môže byť potrebné získať nie jedno, ale niekoľko nižších napätí v porovnaní so vstupným napätím. Na získanie niekoľkých napätí U1, U2 ... Un môžete použiť sériový delič napätia a na zmenu napätia na výstupe deliča použite spínač (označený SA).


Vypočítajme sériový obvod deliča napätia pre tri výstupné napätia U1=2V, U2=4V a U3=10V so vstupným napätím U=12V.
Predpokladajme, že prúd I v obvode je 0,1A.

Najprv nájdite napätie na odpore R4. Ur4 = U - U3; Ur4 = 12 - 10 = 2V.
Nájdite hodnotu odporu R4. R4 = Ur4/I; R4 = 2V / 0,1A = 20 ohmov.
Poznáme napätie na R1, je to 2V.
Nájdite hodnotu odporu R1. R1 = Ul/I; R1 = 2V / 0,1A = 20 ohmov.
Napätie na R2 je U2 - Ur1. Ur2 = 4V - 2V = 2V.
Nájdite hodnotu odporu R2. R2 = Ur2/I; R2=2V/0,1A=20 Ohm.
Nakoniec nájdeme hodnotu R3, na to určíme napätie na R3.
Ur3 = U3 - U2; Ur3=10V - 4V=6V. Potom R3 = Ur3 / I = 6V / 0,1A = 60 ohmov.
Je zrejmé, že vieme, ako vypočítať delič napätia, môžeme vytvoriť delič pre akékoľvek napätie a ľubovoľný počet výstupných napätí.
Kroková (nie plynulá) zmena výstupného napätia sa nazýva DISKRÉTNA. Takýto delič napätia nie je vždy prijateľný, ako to vyžaduje vo veľkom počte výstupných napätí, veľkého počtu rezistorov a viacpolohového prepínača, ako aj nastavenie výstupného napätia nie je plynulé.

Ako vyrobiť delič s plynulým nastavením výstupného napätia? Na tento účel použite premenlivý odpor. Zariadenie s premenlivým odporom je znázornené na obrázku.

Posunutím posúvača sa dosiahne hladká zmena odporu. Presunutím posúvača zo spodnej (pozri obrázok) polohy do hornej polohy dôjde k plynulej zmene napätia U, čo bude indikované voltmetrom.

Zmena odporu v závislosti od polohy posúvača sa zvyčajne vyjadruje v percentách. Variabilné odpory v závislosti od aplikácie v elektronických obvodoch a dizajne môžu mať:
lineárna závislosť odporu od polohy posúvača - čiara A na grafe;
logaritmická závislosť - krivka B na grafe;
inverzná logaritmická závislosť - krivka B na grafe.
Závislosť zmeny odporu od pohybu posúvača pre premenné odpory je vyznačená na telese odporu zodpovedajúcim písmenom na konci označenia typu odporu.
    Konštrukčne sa variabilné odpory delia na rezistory s lineárnym pohybom posúvača (obr. 1), odpory s kruhovým pohybom posúvača (obr. 2) a trimovacie odpory na nastavovanie a ladenie elektronických obvodov (obr. 3). Podľa parametrov sa variabilné odpory delia podľa menovitého odporu, výkonu a závislosti zmeny odporu od zmeny polohy posúvača. Napríklad označenie SP3-23a 22 kOhm 0,25 W znamená: Variabilný odpor, model č.23, typ "A" charakteristika zmeny odporu, nominálny odpor 22 kOhm, výkon 0,25 wattu.


Variabilné odpory sú široko používané v rádiových a elektronických zariadeniach ako regulátory, ladiace prvky a ovládacie prvky. Napríklad, pravdepodobne poznáte také rádiové zariadenia, ako je rádio alebo hudobné centrum. Používajú variabilné odpory na ovládanie hlasitosti, tónu a frekvencie.


Obrázok ukazuje časť bloku ovládačov tónu a hlasitosti hudobné centrum, a lineárne posuvné premenné rezistory sa používajú na ovládanie tónu a ovládanie hlasitosti má otočný posuvník.

Poďme sa pozrieť na premenlivý rezistor... Čo o ňom vieme? Zatiaľ nič, veď ešte stále nepoznáme ani hlavné parametre tohto v elektronike veľmi bežného rádiového komponentu. Poďme sa teda dozvedieť viac o parametroch premenných a trimrov.


Na začiatok stojí za zmienku, že premenné a trimre odpory sú pasívne komponenty elektronických obvodov. To znamená, že spotrebúvajú energiu elektrický obvod v rámci svojej práce. Medzi pasívne prvky obvodu patria aj kondenzátory , induktory A transformátory.

Parametre, s výnimkou presných výrobkov, ktoré sa používajú vo vojenskej alebo vesmírnej technike, nemajú príliš veľa:

    Menovitá odolnosť. Toto je bezpochyby hlavný parameter. Impedancia môže byť v rozsahu od desiatok ohmov až po desiatky megaohmov. Prečo totálny odpor? Toto je odpor medzi krajnými pevnými svorkami rezistora - nemení sa.

    Pomocou nastavovacieho posúvača môžeme meniť odpor medzi ktorýmkoľvek krajným kolíkom a kolíkom pohyblivého kontaktu. Odpor sa bude meniť od nuly po plný odpor odporu (alebo naopak - v závislosti od zapojenia). Menovitý odpor odporu je označený na obale pomocou alfanumerického kódu (M15M, 15k atď.)

    Roztrúsené resp menovitý výkon . V konvenčných elektronických zariadeniach sa používajú premenné odpory s výkonom: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 watt alebo viac.

    Malo by byť zrejmé, že premenlivé odpory s drôtovým vinutím sú spravidla výkonnejšie ako tenkovrstvové. Áno, nie je to prekvapujúce, pretože tenký vodivý film vydrží oveľa menej prúdu ako drôt. Výkonové charakteristiky sa teda dajú približne posúdiť aj podľa vzhľad„variabilný“ a jeho dizajn.

    Maximálne alebo limitné prevádzkové napätie. Všetko je tu také jasné. Toto je maximálne prevádzkové napätie odporu, ktoré by nemalo byť prekročené. Pre premenlivé odpory maximálne napätie zodpovedá sérii: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 voltov. Limitné napätie v niektorých prípadoch:

    SP3-38 (a - e) pre výkon 0,125 W - 150 V (pre prevádzku v obvodoch AC a DC);

    SP3-29a- 1000 V (pre prevádzku v obvodoch AC a DC);

    SP5-2- od 100 do 300 V (v závislosti od modifikácie a menovitého odporu).

    TKS - teplotný koeficient odpor. Hodnota označujúca zmenu odporu so zmenou teploty životné prostredie o 1 0 C. Pre elektronické zariadenia pracujúce v náročných klimatických podmienkach tento parameter veľmi dôležité.

    Napríklad pre trimerové odpory SP3-38 hodnota TKS zodpovedá ±1000 * 10 -6 1/ 0 С (s odporom do 100 kOhm) a ±1500 * 10 -6 1/ 0 С (nad 100 kOhm). Pre presné výrobky leží hodnota TKS v rozmedzí od 1 * 10 -6 1/ 0 C do 100 * 10 -6 1/ 0 C. Je zrejmé, že čím je hodnota TCR nižšia, tým je odpor tepelne stabilnejší.

    Tolerancia alebo presnosť. Toto nastavenie je podobné tolerancia pre pevné odpory. Určené v percentách. Pre orezanie a premenlivé odpory pre domáce zariadenia sa tolerancia zvyčajne pohybuje od 10 do 30%.

    Pracovná teplota. Teplota, pri ktorej odpor správne vykonáva svoje funkcie. Zvyčajne sa uvádza ako rozsah: -45 ... +55 0 С.

    odolnosť proti opotrebovaniu- počet cyklov pohybu pohyblivého systému premenného odporu, v ktorom jeho parametre zostávajú v normálnom rozsahu.

    Pre obzvlášť presné a dôležité (presné) premenlivé odpory môže odolnosť proti opotrebovaniu dosiahnuť 10 5 - 10 7 cyklov. Je pravda, že odolnosť takýchto výrobkov voči nárazom a vibráciám je nižšia. Nastavovacie odpory sú odolnejšie voči mechanickému namáhaniu, ale ich odolnosť proti opotrebovaniu je menšia ako u presných, od 5 000 do 100 000 cyklov. U zastrihávačov je táto hodnota citeľne menšia a málokedy prekročí 1000 cyklov.

    Funkčná charakteristika. Dôležitým parametrom je závislosť zmeny odporu od uhla natočenia rukoväte alebo polohy pohyblivého kontaktu (u klzných odporov). O tomto parametri sa hovorí málo, ale je veľmi dôležitý pri návrhu zariadení na zosilnenie zvuku a iných zariadení. Povedzme si o tom podrobnejšie.

Faktom je, že variabilné odpory sa vyrábajú s rôznymi závislosťami zmeny odporu od uhla natočenia gombíka. Tento parameter sa nazýva funkčná charakteristika. Zvyčajne je to uvedené na obale vo forme písmena kódu.

Tu sú niektoré z týchto charakteristík:




Preto pri výbere premenlivého odporu pre domáce elektronické návrhy by ste mali venovať pozornosť aj funkčnej charakteristike!

Okrem tých, ktoré sú uvedené, existujú ďalšie parametre premenných a trimrov. Popisujú najmä elektromechanické a záťažové veličiny. Tu je len niekoľko z nich:

    Rozhodnutie;

    Nevyváženosť odporu viacprvkového premenlivého odporu;

    Moment statického trenia;

    Posuvný (rotačný) hluk;

Ako vidíte, aj taká obyčajná časť má celý rad parametrov, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu elektronického obvodu. Tak na nich nezabudnite.

Viac podrobností o parametroch pevných a variabilných odporov je popísaných v referenčnej knihe.