Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Ślepa uliczka początki-potencjometr

18 Sie 2013 00:45 1806 7
  • Poziom 9  
    Witam.
    Zainteresowało mnie ostatnio zastosowanie potencjometru jako dzielnika napięcia. Po kilkunastu godzinach szperania po internecie postanowiłem napisać post mając nadzieję, iż ktoś udzieli mi rozjaśniających problem odpowiedzi. Mianowicie mając przykładowy schemat:
    Ślepa uliczka początki-potencjometr

    Wiem, że gdy suwak ustawiony będzie następująco:
    - Uwe=12V,
    - R1=400Ω,
    - R2=200Ω (potencjometr o zakresie 0-600Ω),
    - do wyjścia nie jest nic podłączone.

    To prąd płynący przez R1 i R2 wynosi 20mA, UR1=8V ,UR2=4V, zaś Uwy=4V.

    Problem pojawia się, gdy do wyjścia podłączę przykładowo żarówkę o parametrach:
    Uz=4V,
    Iz=200mA.
    Skoro żarówka pobiera 200mA prądu, to zwiększy się też jego przepływ przez R1, co psuje całą wcześniejszą logikę (przynajmniej według mnie).

    1. Czy mógłby mi ktoś wytłumaczy, co stanie się po podłączeniu żarówki i które wartości wypisane dla przekładu bez żarówki ulegną zmianie?
    2.Czym się różni szeregowe podłączenie potencjometru od równoległego (w jakich przypadkach to się stosuje)?
    3. Czy potencjometr można użyć do regulacji obrotów silnika (przykładowo takiego na 9V do 1A)?
  • Poziom 27  
    Podłączoną żarówkę możemy traktować jak rezystor o rezystancji równej

    R3 = Uz/Iz=4V/0,2A = 20Ω

    Ślepa uliczka początki-potencjometr

    Po dołączeniu żarówki do układu zmienią się jego parametry takie jak na przykład rezystancja zastępcza całości układu. Już nie będzie to wspomniane 600Ω. Stąd też przez układ nie będzie już przepływał prąd 20mA.

    Aby wyliczyć prąd jaki popłynie w tym układzie należy znać rezystancję zastępczą (R2 razem z żarówką oznaczoną jako R3 należy traktować jak połączenie równoległe dwóch rezystorów):

    R = R1+[(R2*R3)/(R2+R3)] = 400Ω+[(200Ω*20Ω)/(200Ω+20Ω)] = 400Ω+18,2Ω = 418,2Ω

    Jak widać po dołączeniu żarówki zmniejszyła się rezystancja całego układu. Będzie płynął przez niego prąd:

    I = Uwe/R = 12V/418,2Ω = 0,028A = 28mA

    Taki prąd będzie płynął przez rezystor R1 i w znacznej mierze przez żarówkę, ponieważ rezystancja żarówki jest bardzo mała w stosunku do R2 - przez ten rezystor popłynie bardzo niewielki prąd.

    Rozkład napięć możesz sobie wyliczyć jak to zrobiłeś wcześniej - tu większość napięcia z całości 12 V odłoży się na R1 ponieważ jego rezystancja jest bardzo duża w stosunku do połączonych razem R2 i R3 (odwrotnie niż w przypadku prądu).
  • Poziom 9  
    W takim wypadku mało praktyczne jest stosowanie dzielnika napięcia. Równie dobrze można podłączać wyłącznie nóżkę od napięcia i suwaka a trzecią zostawić "w powietrzu". Męczy mnie jeszcze to, że stosując metodę oczkową gdzie jedno oczko to R1 oraz R2 ,a drugie R1 i R3 otrzymamy sprzeczność z powyższymi założeniami.

    Jeśli mamy układ tak jak pisałem bez podłączonej żarówki to na wyjściu otrzymamy 4V zaś po jej podłączeniu kiedy to przez rezystor R1 zacznie płynąć dużo większy prąd otrzymamy spadek na R1 równy 88V co jest kompletną głupotą.

    Gdzieś popełniam błąd logiczny i nie mam pojęcia gdzie.

    Wychodzi na to że jedynie znając obciążenie wyjścia można dobrać właściwe położenie suwaka.
  • Poziom 32  
    Uklad ma bardzo szerokie zastosowanie praktyczne pod jednym warunkiem: obciazyc go mozna tylko rezystancja wielokrotnie wieksza od calosci. W ten sposob nie zmieniasz zbytnio jego parametrow i obliczenia beda poprawne.
    Dlatego tez takie proste uklady nie nadaja sie do bezposredniego sterowania obrotami wiatraka w komputerze lub do regulacji jasnosci swiecenia zarowki.
    A wlasnie o takie zastosowania najczesciej padaja pytania.
  • Poziom 43  
    Kiedyś stosowano potencjometry o małej oporności dużej mocy bo tak było najprościej, małe żarówki można było podłączyć, choć większość energii zamieniała się na ciepło.

    Współcześnie potencjometr małej mocy łączy się z układem elektronicznym który ma jakiś wzmacniacz, może być nawet wtórnik emiterowy na jednym tranzystorze.
  • Poziom 27  
    Stawiam na to, że spadek 88V obliczyłeś z jakiegoś błędnie dobranego stosunku napięcie-spadek rezystancji. Po zmianie parametrów obwodu rozkład napięć wyliczasz zawsze od nowa. Dla R1 będzie to

    UR1 = R1*I = 400Ω*0,028A = 11,2V

    Dla R2

    UR2 = R2*I = 18,2Ω*0,028A = 0,5V

    Brakujące 0,3V wynika ze zbyt dużych zaokrągleń jakie zastosowałem wcześniej, ale widać, że bilans napięć jest taki, jakiego się spodziewaliśmy.

    Nie za bardzo wiem o co dokładnie chodzi z szeregowym i równoległym połączeniem potencjometru, ale domyślam się, że o to co sam zauważyłeś. W niektórych przypadkach podłączenie trzeciej nóżki nie ma znaczenia i można ją w ogóle pominąć lub złączyć razem z wyprowadzeniem suwaka - potencjometr działa wtedy nie jak dzielnik napięcia, ale jak zwykły rezystor o zmiennym oporze.

    Tak jak już koledzy wcześniej wspomnieli nie stosuje się potencjometrów do bezpośredniego sterowania działaniem jakiegoś odbiornika ze względu na małą moc jaka może wydzielić się na potencjometrze. Zauważ, że by w pełni zasilić żarówkę o wspomnianych parametrach (moc 0,8W) na potencjometrze musiałaby się wydzielić (w postaci ciepła) moc P = 8V*0,2A = 1,6W, czyli dwukrotnie większa niż pobiera sama żarówka. W dodatku żarówka świeciłaby jedynie przy prawie maksymalnym wychyleniu suwaka w stronę napięcia wejściowego i gasłaby po przekręceniu potencjometru o kilka st.
  • Poziom 9  
    Dziękuję wszystkim za odpowiedzi. Dopiero teraz je przeczytałem po burzliwej nocy przemyśleń doszedłem właśnie do wniosku takiego jak powiedział -beatom- mianowicie,iż rezystancja obciążenia musi być dużo większa od rezystancji dzielnika. To też mówi, iż taki dzielnik można wykorzystać np. do wejść analogowych sterowanych zmianą potencjału, zaś jeśli wejście analogowe jest sterowane prądem to trzecią nóżkę zostawiamy w "powietrzu".


    Sądzę, że temat został wyczerpany. Dowiedziałem się wszystkiego co chciałem jeśli chodzi o kwestię dzielnika napięcia.