Как уменьшить переменный резистор. Сопротивление в движении: что нужно знать о переменных резисторах

Вроде бы простая деталька, чего тут может быть сложного? Ан нет! Есть в использовании этой штуки пара хитростей. Конструктивно переменный резистор устроен также как и нарисован на схеме - полоска из материала с сопротивлением, к краям припаяны контакты, но есть еще подвижный третий вывод, который может принимать любое положение на этой полоске, деля сопротивление на части. Может служить как перестариваемым делителем напряжения (потенциометром) так и переменным резистором - если нужно просто менять сопротивление.

Хитрость конструктивная:
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь - не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс - кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв.

Борьба с предельными значениями.
Если переменным резистором регулируется ток, например питание светодиода, то при выведении в крайнее положение мы можем вывести сопротивление в ноль, а это по сути дела отстутствие резистора - светодиод обуглится и сгорит. Так что нужно вводить дополнительный резистор, задающий минимально допустимое сопротивление. Причем тут есть два решения - очевидное и красивое:) Очевидное понятно в своей простоте, а красивое замечательно тем, что у нас не меняется максимально возможное сопротивление, при невозможности вывести движок на ноль. При крайне верхнем положении движка сопротивление будет равно (R1*R2)/(R1+R2) - минимальное сопротивление. А в крайне нижнем будет равно R1 - тому которое мы и рассчитали, и не надо делать поправку на добавочный резистор. Красиво же! :)

Если надо воткнуть ограничение по обеим сторонам, то просто вставляем по постоянному резистору сверху и снизу. Просто и эффективно. Заодно можно и получить увеличение точности, по принципу приведенному ниже.

Порой бывает нужно регулировать сопротивление на много кОм, но регулировать совсем чуть чуть - на доли процента. Чтобы не ловить отверткой эти микроградусы поворта движка на большом резисторе, то ставят два переменника. Один на большое сопротивление, а второй на маленькое, равное величине предполагаемой регулировки. В итоге мы имеем две крутилки - одна «Грубо » вторая «Точно » Большой выставляем примерное значение, а потом мелкой добиваем его до кондиции.

Обозначения, параметры. Электрические сопротивления широко используются в радио и электронных приборах. В электротехнике электрические сопротивления принято называть РЕЗИСТОРЫ. Мы знаем, что электрические сопротивления измеряются в единицах которые называются Ом. На практике часто нужны бывают сопротивления в тысячи, а то и миллионы Ом. Поэтому для обозначения сопротивлений приняты следующие размерные единицы:

Основное назначение резисторов - создавать необходимые токи или напряжения для нормального функционирования электронных схем.
Рассмотрим схему применения резисторов, например, для получения заданного напряжения.

Пусть у нас имеется источник питания GB с напряжением U=12V. Нам необходимо получить напряжение на выходе U1=4V. Напряжения в схеме принято измерять относительно общего провода (земли).
Напряжение на выходе рассчитывается для заданного тока в цепи (I на схеме). Предположим, что ток равен 0,04А. Если напряжение на R2 равно 4 Вольта, то напряжение на R1 будет Ur1 = U - U1 = 8V. По закону Ома найдем величину сопротивлений R1 и R2.
R1 = 8 / 0,04 = 200 Ом;
R2 = 4 / 0,04 = 100 Ом.

Для реализации такой схемы нам необходимо, зная величину сопротивлений, подобрать резисторы соответствующей мощности. Подсчитаем мощность рассеиваемую на резисторах.
Мощность резистора R1 должна быть не меньше: Pr1 = Ur1 2 / R1; Pr1 = 0,32Wt, а мощность R2: Pr2 = U1 2 / R2 = 0,16Wt. Приведенная на рисунке схема называется делителем напряжения и служит для получения более низких напряжений относительно входного напряжения.

Конструктивные особенности сопротивлений. Конструктивно резисторы разделяются по собственному сопротивлению (номиналу), отклонению в процентах от номинала и рассеиваемой мощности. Номинал сопротивления и процентное отклонение от номинала указываются надписью или цветной маркировкой на резисторе, а мощность определяется по габаритным размерам резистора (для резисторов малой и средней, до 1 Вт, мощности), для мощных резисторов мощность указывается на корпусе резистора.

Наибольшее распространение получили резисторы типа МЛТ и ВС. Эти резисторы имеют цилиндрическую форму и два вывода для подключения в электрическую схему . Так как резисторы (не мощные) имеют небольшие размеры, то они обычно маркируются цветными полосами. Назначение цветных полос стандартизировано и справедливо для всех резисторов изготовленных в любой стране мира.

Первая и вторая полоса - это числовое выражение номинального сопротивления резистора; третья полоса - это число на которое нужно умножить числовое выражение полученное из первой и второй полос; четвертая полоса - это процентное отклонение (допуск) значения сопротивления от номинального.

Делитель напряжения. Переменные сопротивления.
Вернемся опять к делителю напряжения. Иногда бывает нужно получить не одно, а несколько более низких напряжений относительно входного напряжения. Для получения нескольких напряжений U1, U2 ... Un можно использовать последовательный делитель напряжения, а для изменения напряжения на выходе делителя использовать переключатель (обозначается SA).

Рассчитаем схему последовательного делителя напряжения для трех выходных напряжений U1=2V, U2=4V и U3=10V при входном напряжении U=12V.
Предположим, что ток I в цепи равен 0,1А.

Сначала найдем напряжение на сопротивлении R4. Ur4 = U - U3; Ur4 = 12 - 10 = 2V.
Найдем величину сопротивления R4. R4 = Ur4 / I; R4 = 2V / 0,1A = 20 Ом.
Мы знаем напряжение на R1, оно равно 2V.
Найдем величину сопротивления R1. R1 = U1 / I; R1 = 2V / 0,1A = 20 Ом.
Напряжение на R2 равно U2 - Ur1. Ur2 = 4V - 2V = 2V.
Найдем величину сопротивления R2. R2 = Ur2 / I; R2=2V/0,1A=20 Ом.
И наконец найдем величину R3, для этого определим напряжение на R3.
Ur3 = U3 - U2; Ur3 = 10V - 4V = 6V. Тогда R3 = Ur3 / I = 6V / 0,1A = 60 Ом.
Очевидно, что зная как рассчитывать делитель напряжения, мы можем изготовить делитель на любое напряжение и любое количество выходных напряжений.
Ступенчатое (не плавное) изменение напряжения на выходе называется ДИСКРЕТНЫМ. Такой делитель напряжения бывает не всегда приемлем так как требует, при большом количестве выходных напряжений, большого числа резисторов и многопозиционного переключателя, а также регулировка напряжения на выходе производится не плавно.

Как же изготовить делитель с плавной регулировкой выходного напряжения? Для этого следует применить переменный резистор. Устройство переменного резистора показано на рисунке.

Перемещение ползунка приводит к плавному изменению сопротивления. Перемещение ползунка из нижнего (смотрите схему) положения в верхнее приводит к плавному изменению напряжения U которое будет показывать вольтметр.

Изменение сопротивления в зависимости от положения ползунка принято выражать в процентах. Переменные резисторы в зависимости от применения в электронных схемах и конструкции могут иметь:
линейную зависимость сопротивления от положения ползунка - линия А на графике;
логарифмическую зависимость - кривая Б на графике;
обратнологарифмическую зависимость - кривая В на графике.
Зависимость изменения сопротивления от перемещения ползунка у переменных резисторов указывается на корпусе резистора соответствующей буквой в конце маркировки типа резистора.
Конструктивно переменные резисторы делятся на резисторы с линейным перемещением ползунка (Рис. 1), резисторы с круговым перемещением ползунка (Рис. 2) и резисторы подстроечные для регулировки и подстройки электронных схем (Рис. 3). По параметрам переменные резисторы делятся по номинальному сопротивлению, мощности и зависимости изменения сопротивления от изменения положения ползунка. Например обозначение СП3-23а 22кОм 0,25ВТ означает: Сопротивление Переменное, модель №23, характеристика изменения сопротивления типа "А", номинальное сопротивление 22 кОм, мощность 0,25 Ватт.

Переменные резисторы нашли широкое применение в радио и электронных приборах в качестве регуляторов, элементов настройки и элементов управления. Например, вам наверняка знакомы такие радиотехнические приборы, как радиоприемник или музыкальный центр. Они используют переменные резисторы в качестве регуляторов громкости, тембра, подстройки частоты.

На рисунке приведен фрагмент блока регуляторов тембра и громкости музыкального центра, причем в регуляторе тембра применены линейные ползунковые переменные резисторы, а регулятор громкости имеет вращающийся ползунок.

Взглянем на переменный резистор… Что мы о нём знаем? Пока ничего, ведь мы ещё даже не знаем основных параметров этой весьма распространённой в электронике радиодетали. Так давайте же узнаем больше о параметрах переменных и подстроечных резисторов.

Для начала, стоит отметить то, что переменные и подстроечные резисторы являются пассивными компонентами электронных схем. Это значит, что они потребляют энергию электрической цепи в процессе своей работы. К пассивным элементам цепи также относят конденсаторы , катушки индуктивности и трансформаторы .

Параметров, за исключением прецизионных изделий, которые используются в военной или космической технике, у них не слишком много:

Номинальное сопротивление . Без сомнения, это основной параметр. Полное сопротивление может быть в пределах от десятков ом до десятков мегаом. Почему полное сопротивление? Это сопротивление между крайними неподвижными выводами резистора - оно не изменяется.

С помощью регулирующего ползунка мы можем менять сопротивление между любым из крайних выводов и выводом подвижного контакта. Сопротивление будет меняться от нуля и до полного сопротивления резистора (или наоборот - в зависимости от подключения). Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе с помощью буквенно-числового кода (М15М, 15k и т.п.)

Рассеиваемая или номинальная мощность . В обычной электронной аппаратуре используются переменные резисторы мощностью: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 ватта и более.

Стоит понимать, что проволочные переменные резисторы, как правило, мощнее тонкоплёночных. Да это и не мудрено, ведь тонкая проводящая плёнка может выдержать куда меньший ток, чем провод. Поэтому о мощностных характеристиках можно ориентировочно судить даже по внешнему виду "переменника" и его конструкции.

Максимальное или предельное рабочее напряжение . Тут всё и так понятно. Это максимальное рабочее напряжение резистора, превышать которое не стоит. Для переменных резисторов максимальное напряжение соответствует ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Предельные напряжения некоторых экземпляров:

СП3-38 (а - д) на мощность 0,125 Вт - 150 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);

СП3-29а - 1000 В (для работы в цепях переменного и постоянного тока);

СП5-2 - от 100 до 300 В (в зависимости от модификации и номинального сопротивления).

ТКС - температурный коэффициент сопротивления . Величина, показывающая изменение сопротивления при изменении температуры окружающей среды на 1 0 С. Для электронной аппаратуры, работающей в сложных климатических условиях, этот параметр очень важен .

Например, для подстроечных резисторов СП3-38 величина ТКС соответствует ±1000 * 10 -6 1/ 0 С (с сопротивлением до 100 кОм) и ±1500 * 10 -6 1/ 0 С (свыше 100 кОм). Для прецизионных изделий значения ТКС лежит в интервале от 1 * 10 -6 1/ 0 С до 100 * 10 -6 1/ 0 С. Понятно, что чем меньше величина ТКС, тем термостабильнее резистор .

Допуск или точность . Данный параметр аналогичен допуску у постоянных резисторов . Указывается в процентах %. У подстроечных и переменных резисторов для бытовой аппаратуры допуск обычно колеблется в пределах 10 - 30%.

Рабочая температура . Температура, при которой резистор исправно выполняет свои функции. Обычно указывается как диапазон: -45 … +55 0 С.

Износоустойчивость - число циклов передвижения подвижной системы переменного резистора, при котором его параметры остаются в пределах нормы.

Для особо точных и важных (прецизионных) переменных резисторов износоустойчивость может достигать 10 5 - 10 7 циклов. Правда устойчивость к ударам и вибрации у таких изделий ниже. Регулировочные резисторы более устойчивы к механическим воздействиям, но их износостойкость меньше, чем у прецизионных, от 5000 до 100 000 циклов. Для подстроечных эта величина заметно меньше и редко превышает 1000 циклов.

Функциональная характеристика . Немаловажным параметром является зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки или положения подвижного контакта (для ползунковых резисторов). Об этом параметре мало говорят, но он очень важен при конструировании звукоусилительной аппаратуры и других приборов. О нём и поговорим подробнее.

Дело в том, что переменные резисторы выпускаются с разными зависимостями изменения сопротивления от угла поворота ручки. Этот параметр называется функциональной характеристикой. Обычно её указывают на корпусе в виде буквы-кода.

Перечислим некоторые из этих характеристик:

Поэтому при подборе переменного резистора для самодельных электронных конструкций стоит обращать внимание и на функциональную характеристику!

Кроме указанных существуют и другие параметры переменных и подстроечных резисторов. Они в основном описывают электромеханические и нагрузочные величины. Вот лишь некоторые из них:

Разрешающая способность;

Разбаланс сопротивления многоэлементного переменного резистора;

Момент статического трения;

Шум скольжения (вращения);

Как видим, даже такая рядовая деталь обладает целым набором параметров, которые могут отразиться на качестве работы электронной схемы. Поэтому не забывайте о них.

Более детально о параметрах постоянных и переменных резисторов рассказано в справочнике

Вроде бы простая деталька, чего тут может быть сложного? Ан нет! Есть в использовании этой штуки пара хитростей. Конструктивно переменный резистор устроен также как и нарисован на схеме — полоска из материала с сопротивлением, к краям припаяны контакты, но есть еще подвижный третий вывод, который может принимать любое положение на этой полоске, деля сопротивление на части. Может служить как перестариваемым делителем напряжения (потенциометром) так и переменным резистором — если нужно просто менять сопротивление.

Хитрость конструктивная:
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь — не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс — кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв.

Борьба с предельными значениями.
Если переменным резистором регулируется ток, например питание светодиода, то при выведении в крайнее положение мы можем вывести сопротивление в ноль, а это по сути дела отстутствие резистора — светодиод обуглится и сгорит. Так что нужно вводить дополнительный резистор, задающий минимально допустимое сопротивление. Причем тут есть два решения — очевидное и красивое:) Очевидное понятно в своей простоте, а красивое замечательно тем, что у нас не меняется максимально возможное сопротивление, при невозможности вывести движок на ноль. При крайне верхнем положении движка сопротивление будет равно (R1*R2)/(R1+R2) — минимальное сопротивление. А в крайне нижнем будет равно R1 — тому которое мы и рассчитали, и не надо делать поправку на добавочный резистор. Красиво же! :)

Порой бывает нужно регулировать сопротивление на много кОм, но регулировать совсем чуть чуть — на доли процента. Чтобы не ловить отверткой эти микроградусы поворта движка на большом резисторе, то ставят два переменника. Один на большое сопротивление, а второй на маленькое, равное величине предполагаемой регулировки. В итоге мы имеем две крутилки — одна «Грубо » вторая «Точно » Большой выставляем примерное значение, а потом мелкой добиваем его до кондиции.

Приемы растягивания диапазона регулировки, обеспечения точной настройки (10+)

Растягиваем диапазон регулировки. Грубая настройка, точная подстройка

Иногда при проектировании радиоэлектронных схем возникает необходимость обеспечить возможность регулировки с малым допуском ошибки. Такая регулировка еще называется регулировкой с растянутым диапазоном. Рассмотрим способы растягивания диапазона.

Для подстройки параметров схемы чаще всего применяются переменные / подстроечные конденсаторы и резисторы. Иногда можно увидеть также катушки индуктивности, с изменяющейся индуктивностью за счет перемещения сердечника. Остановимся на конденсаторных и резисторных схемах. В отношении схемы с переменными дросселями я дам дополнительное пояснение.

Механическое растягивание

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые.

Светомузыка, светомузыкальная приставка своими руками. Схема, конструк...
Как самому собрать свето-музыку. Оригинальная конструкция свето-музыкальной сист...

Высоковольтный полевой транзистор irfp450. МОП, MOSFET. Свойства, пара...
Применение и параметры IRFP450, высоковольтного полевого транзистора...

Трансформатор тока. Токовые клещи. Схема. Устройство. Характеристики. ...
Принцип действия токового трансформатора. Проектирование. Формулы для расчета...

Дроссель, катушка индуктивности. Принцип работы. Математическая модель...
Катушка индуктивности, дроссель в электронных схемах. Принцип работы. Применение...

Резистор - это элемент электрической схемы, который обладает сопротивлением электрическому току. Классифицируют два типа резисторов: постоянные и переменные (подстроечные). При моделировании той или иной электрической схемы, а также при ремонте электронных изделий, возникает необходимость использовать резистор определенного номинала. Хотя и существует множество различных номиналов постоянных резисторов, в данный момент под рукой может не оказаться требуемого, либо резистора с таким номиналом не существует. Чтобы выйти из такой ситуации, можно использовать как последовательное так и параллельное соединение резисторов. О том, как правильно произвести расчет и подбор различных номиналов сопротивлений, будет рассказано в этой статье.

Последовательное соединение резисторов - это самая элементарная схема сборки радиодеталей, оно применяется для увеличения общего сопротивления цепи. При последовательном соединении, сопротивление используемых резисторов просто складывается, а вот при параллельном соединении необходимо производить расчет по нижеописанным формулам. Параллельное соединение необходимо для снижения результирующего сопротивления, а также для увеличения мощности, несколько параллельно подключенных резисторов имеют большую мощность, чем у одного.

На фотографии можно увидеть параллельное подключение резисторов.

Ниже представлена принципиальная схема параллельного соединения резисторов.

Общее номинальное сопротивление необходимо рассчитывать по следующей схеме:

R(общ)=1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R n).

R1, R2, R3 и Rn - параллельно подключенные резисторы.

Когда параллельное соединение резисторов состоит всего из двух элементов, в таком случае общее номинальное сопротивление можно высчитать по следующей формуле:

R(общ)=R1*R2/R1+R2.

R(общ) - общее сопротивление;

R1, R2 - параллельно подключенные резисторы.

В радиотехнике существует следующее правило: если параллельное подключение резисторов состоит из элементов одного номинала, то результирующее сопротивление можно высчитать, разделив номинал резистора на количество соединенных резисторов:

R(общ) - общее сопротивление;

R - номинал параллельно подключенного резистора;

N - количество соединенных элементов.

Важно учитывать, что при параллельном соединении результирующее сопротивление всегда будет ниже, чем сопротивление самого малого по номиналу резистора.

Приведем практический пример: возьмем три резистора, со следующими значениями номинального сопротивления: 100 Ом, 150 Ом и 30 Ом. Проведем расчет общего сопротивления, по первой формуле:

R(общ)=1/(1/100+1/150+1/30)=1/(0,01+0,007+0,03)=1/0,047=21,28Ом.

После расчета формулы мы видим, что параллельное соединение резисторов, состоящее из трех элементов, с наименьшим номиналом 30 Ом, в результате дает общее сопротивление в электрической цепи 21,28 Ом, что ниже наименьшего номинального сопротивления в цепи почти на 30 процентов.

Параллельное соединение резисторов чаще всего используют в тех случаях, когда необходимо получить сопротивление с большей мощностью. В таком случае необходимо взять резисторы одинаковой мощности и с одинаковым сопротивлением. Результирующая мощность в таком случае рассчитывается путем умножения мощности одного элемента сопротивления на общее количество параллельно подключенных резисторов в цепи.

Например: пять резисторов с номиналом в 100 Ом и с мощностью 1 Вт в каждом, подключенные параллельно, имеют общее сопротивление 20 Ом и мощность 5 Вт.

При последовательном подключении тех же резисторов (мощность так же складывается), получим результирующую мощность 5 Вт, общее сопротивление составит 500 Ом.

Для любого радиолюбителя резистор – деталь, которая нужна практически в каждой даже простейшей схеме. В тривиальной ситуации сопротивление – это катушка из провода, который плохо проводит электрический ток, в качестве металла часто используют константан.

Для переменного или постоянного резистора в экспериментальных целях можно использовать графит, стержень из которого находится внутри простого карандаша. Он имеет неплохую электропроводность. Поэтому для самодельного резистора нужен тонкий его слой, который можно нанести на бумагу и комбинировать нужное сопротивление до нескольких сотен килоом.

Базируясь на свойствах графита построим работающую модель резистора на бумажном носителе. При этом будем исходить из простой арифметики: чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.

На фото ниже индикатор показывает в мегаомах.

На табло видно, что полоса графита, которая в 2 раза длиннее, имеет, соответственно, в 2 раза больший показатель сопротивления. Обратите внимание, что ширина полос одинакова.

Широкий проводник имеет меньшее сопротивление.

Полоску из графита, нанесенную на бумагу, легко превратить в экспериментальный переменный резистор, или, иначе назовем его – реостат.

Идея отлично подойдет для уроков физики. Использован материал с сайта samodelnie.ru