December 14, 2023
ポテンショメータは可変抵抗器の一種です。これらの受動部品は、オーム(Ω)で測定される電気抵抗を制御するように設計されています。トリマーポテンショメータやロータリーポテンショメータなど、さまざまなバリエーションがありますが、機能的な原理は同じです。
ポテンショメータは、入力電圧を取り込み、回路に異なる量の電圧を転送することで機能します。この量は、抵抗トラック上のワイパー(スライドとも呼ばれる)の位置によって決まります。この説明は、ポテンショメータが電圧レギュレータとしてどのように使用できるかを簡単に説明していますが、異なるレベルの抵抗を導入したり、2つのセル間の起電力(EMF)を比較したり、回路の電力を調整したりするためにも使用できます。後者の場合、それは抵抗器です。
ポテンショメータの典型的な応用例は、ラジオやステレオシステムの音量コントロールです。一部にはアナログロータリーポテンショメータがまだ搭載されており、デジタル化が進んでいるにもかかわらず、ポテンショメータはこのようなエレクトロニクスでよく使用されています。
ポテンショメータは、ポットまたはポテンショメータとも呼ばれます。
ポテンショメータは、産業用および民生用の両方のさまざまなデバイスでよく使用されます。ポテンショメータの一般的な用途には次のようなものがあります。
ポテンショメータは抵抗を調整するだけでなく、それ以上のことができることに注意してください。たとえば、極性コンバータとして使用できます。この用途では、2つの異なる直流電源に接続されます。正極と負極は、ポテンショメータの一方の側で+/-パターンで接続され、反対側は反対側です。これは、ゼロ点が正確に中央にあることを意味します。この機能の1つの用途は、オーディオシステムのバランスコントロールです。
ポットは、非常に正確な抵抗値を必要とする調整デバイスにも最適です。
ポテンショメータは基本的に、抵抗素子、ワイパー、および3つの端子の3つの主要コンポーネントで構成されています。2つの端子は抵抗ストリップ用で、ワイパー(中央のピン)用です。内部では、最も外側の2つの接続端子は抵抗素子に配線されています。これは通常、ワイヤ巻きで、導電性プラスチック、カーボン、またはサーメットなどの材料で作られています。
ワイパーは端子を介してオームコンポーネントに接触します。ワイパーはスライドコンタクトであり、トラックに沿って移動すると、回路を流れる電流が変化します。機械式トリマーポテンショメータでは、これはロータリスイッチ、スライド、またはネジを使用して実現されます。
分割された電圧は、3番目の接続端子で生成されます。たとえば、16Vが印加され、ポテンショメータが正の接点に完全に調整されている場合、3番目の接点は全電圧を供給します。ただし、ポテンショメータが正と負の線のちょうど中間に設定されている場合、3番目の接続端子は8V、つまり電圧ポテンシャルの半分しかありません。ポテンショメータが負の接続端子に整列されている場合、出力ポテンシャルはゼロです。これらの機能は線形テーパーのポテンショメータにのみ適用されるため、すべてのバリエーションに適用されるわけではないことに注意してください。
デジタルポテンショメータは、電界効果トランジスタ(FET)を使用して電流の流れを制御します。抵抗器は複数の個別のステップで構成されており、トランジスタの位置数によって決まります。これは、機械式抵抗器を使用するアナログまたは機械式ポテンショメータとは対照的です。
デジタルポテンショメータは、アナログのものよりも多くの利点を提供することがよくあります。たとえば、手動でスライドを調整する必要がある代わりに、デジタル入力で制御できます。一部のデジタルポテンショメータは揮発性であり、電源がオフになったり切断されたりすると、すぐに特定のポジションに戻ります。デジタルバージョンは、機械式ポテンショメータとは異なり、衝撃や振動に耐性があります。機械式ポテンショメータでは、動きによってワイパーの位置が変わる可能性があります。最後に、デジタルモデルは、機器とプログラミングインターフェースの両方にアクセスできるユーザーのみが設定できるため有利です。
デザインは簡単で、標準的な抵抗器シンボルの単純な拡張です。ポテンショメータには3つの端子があるため、矢印は3番目の端子(ワイパー)を表します。
ポテンショメータの図
ポテンショメータは調整可能な電圧分割器として機能し、抵抗材料全体にわたるワイパーの位置を変化させます。全入力電圧は抵抗器の長さに印加されます。回路図に示すように、出力電圧は、固定接点とスライド接点間の電圧降下(もしあれば)です。
ポテンショメータの種類
リニアポテンショメータ
ロータリーポテンショメータ
これらのコンポーネントは、動きを電気信号に変換します。ストリングポットとも呼ばれます。
抵抗器ポテンショメータ
スライドポテンショメータは、ワイパーを直線トラックに沿ってスライドさせることで抵抗を変化させます。これらのコンポーネントは、フェーダーおよびスライダーポテンショメータとも呼ばれます。
ポテンショメータの値
ポテンショメータの特性
考慮すべきもう1つの要因は、調整メカニズムの種類です。機械式モデルでは、スライドまたはロータリーノブを選択するだけで済みます。ただし、一部のアプリケーションでは、特定のタイプまたはデザインを使用すると使いやすさが向上します。
逆に、対数テーパーのデバイスでは、抵抗は一定の割合で変化しません。代わりに、抵抗は指数関数的に上下します。これは、ワイパーがトラックの半分をスライドしても、全抵抗の半分にならないことを意味します。
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