پتانسیومتر(potentiometer) یکی از قطعات مهم الکتریکی است که به منظور کنترل و تنظیم سیگنال‌های الکتریکی از آن استفاده می‌شود. از پتانسیومتر به طور گسترده در زمینه‌های مختلف از جمله الکترونیک، مخابرات، تجهیزات صوتی و رباتیک استفاده می‌شود. پتانسیومتر که اغلب به اختصار به صورت POT نوشته می‌شود، یک مقاومت متغیر با سه ترمینال است. این قطعه شامل یک عنصر مقاومتی است که به صورت پیچی یا خطی و لغزشی، قابل تغییر و تنظیم می‌باشد. با تغییر دور پیچ و یا تغییر محل قرارگیری دسته پتانسیومتر خطی، امکان تنظیم دقیق پارامترهای الکتریکی فراهم می‌شود. در این مقاله به نحوه عملکرد پتانسیومتر، انواع پتانسیومترها و کاربردهای مختلف آنها پرداخته می‌شود.
بیشتر بخوانید: مقاومت الکتریکی چیست؟
نحوه عملکرد پتانسیومتر
به طور معمول، پتانسیومترها از سه پایه و ترمینال خروجی تشکیل می‌شوند. مطابق تصویر زیر، اگر یک پتانسیومتر با مقاومت R داشته باشیم، با پیچاندن سر مقاومت، دو مقاومت مختلف که مجموع آن ها برابر با R است به دست می آید. بدین ترتیب، اگر مقاومت بین پایه های 1 و 2 برابر با Rx باشد، مقدار مقاومت بین پایه های 2 و 3 برابر با R-Rx خواهد بود.
برای تشخیص سرهای مقاومت‌های چرخشی می توانید از تصویر زیر و تصویر قبل به همراه شماره پایه‌ها استفاده کنید:
انواع پتانسیومتر
با در نظر گرفتن نحوه عملکرد پتانسیومترها، می توان آنها را به چهار بخش اساسی تقسیم بندی کرد که در ادامه توضیح داده شده است:
1) پتانسیومتر خطی
پتانسیومترهای خطی دارای یک المان مقاومتی با توزیع مقاومت یکنواخت هستند. با تغییر مکان گیره پتانسیومتر، مقدار مقاومت خروجی آن به صورت خطی تغییر می‌کند. این پتانسیومترها معمولاً در کاربردهای صوتی، کنترل صدا و سیستم‌های تعیین موقعیت خطی استفاده می‌شوند.
2) پتانسیومتر چرخشی
پتانسیومترهای چرخشی که با اسامی پیچی یا دایره‌ای نیز شناخته می‌شوند، از یک عنصر مقاومتی دایره ای تشکیل شده‌اند. با چرخاندن ولوم یا پیچ متصل به یک شفت چرخان، مقدار مقاومت خروجی پتانسیومتر تغییر خواهد کرد. پتانسیومترهای ولوم و پیچی از جمله پتانسیومترهای چرخشی می باشند.
3) پتانسیومتر تریمر
پتانسیومترهای تریمر که به آنها تریم پات یا پتانسیومترهای از پیش تعیین شده نیز گفته می‌شود، مقاومت‌های متغیر مینیاتوری هستند که برای کالیبراسیون مدار و تنظیم دقیق در طول فرآیندهای ساخت یا سرویس استفاده می‌شوند. این پتانسیومترها معمولاً روی برد مدار نصب می‌شوند و توسط یک پیچ گوشتی یا ابزار کوچک تنظیم می‌شوند. پتانسیومتر مولتی ترن از جمله این نوع پتانسیومترها می‌باشد.
4) پتانسیومتر دیجیتال
پتانسیومترهای دیجیتالی از سیگنال‌های دیجیتال برای کنترل مقاومت استفاده می‌کنند. این قطعات، جایگزین مناسبی برای پتانسیومترهای آنالوگ قدیمی هستند و اغلب از آنها در سیستم‌های صوتی دیجیتال، ابزار دقیق و مدارهای قابل برنامه‌ریزی با میکروکنترلر و یا مدارات دیجیتال استفاده می‌شود.
نحوه انتخاب مقدار پتانسیومتر
پتانسیومترها در مقادیر مقاومت مختلف موجود هستند و با واحد اهم (Ω) اندازه گیری می‌شوند. مقدار این مقاومت، محدوده‌ی قابل تنظیم یا قابل کنترلی را که یک پتانسیومتر در اختیار طراح قرار می‌دهد، تعیین می‌کند. مقادیر رایج پتانسیومتر از چند اهم تا چندین مگا اهم (MΩ) متغیر هستند. مقدار مقاومت یک پتانسیومتر باید بر اساس الزامات مدار و سطح دقت مورد نظر انتخاب شود.
مقادیر مقاومت بزرگ برای کاربردهایی مانند کنترلرهای حجم صدا که نیاز به تنظیمات دقیق یا حساس دارند، مناسب می‌باشند. مقادیر مقاومت کمتر در مواردی استفاده می‌شود که جریان‌های بزرگ‌تری مانند بارهای موتوری باید کنترل شود. علاوه بر این، توان پتانسیومتر باید قبل از استفاده، محاسبه شود تا بتوان مطمئن شد که می‌تواند توان تلف شده بر روی عنصر مقاومتی خود را بدون اینکه آسیب ببیند تحمل کند.
جمع بندی
در این مقاله، در مورد پتانسیومترها و نحوه عملکرد این قطعات توضیحاتی ارائه شد. سپس انواع پتانسیومترها را مورد بررسی قرار دادیم و در نهایت، در مورد نحوه انتخاب مقدار پتانسیومتر برای طراحی، توضیحات مهمی ارائه شد. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد پتانسیومتر و نکات عملی مربوط به آن به طور کامل در دوره جامع آموزش الکترونیک بررسی کرده ایم.
در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.
منابع: EE Power Electricity Forum
