Потенциометр против реостата: что выбрать?

Я помню, как будучи молодым студентом-первокурсником, впервые играл с потенциометрами на вводном занятии по электронике. Вдруг начинаешь осознавать, где эти компоненты используются в повседневных устройствах, о чём ты и не подозревал. Потенциометры и реостаты - это две версии переменного резистора, которые предоставляют простой способ управления потоком тока и падением напряжения в различных частях системы.

Хотя эти компоненты выполняют одну и ту же основную функцию, они довольно различны и не всегда являются идеальной заменой друг другу. Так в чем же разница между этими компонентами, и почему они предпочтительны в различных приложениях? Вот когда вам следует использовать потенциометр вместо реостата и что искать в технических характеристиках для выбора правильного компонента.

Конструкция потенциометра и реостата

Потенциометры и реостаты имеют похожую конструкцию и функционируют аналогичным образом: поворачивая ручку, вы можете контролировать распределение тока и напряжения в цепи. Кажется достаточно простым, но способ, которым эти компоненты построены, делает их лучшими вариантами для различных приложений.

Самое очевидное различие между потенциометром и реостатом - количество выводов; у потенциометров их три (вход и 2 выхода), в то время как у реостатов два (1 вход, 1 выход). Благодаря трем выводам потенциометра, его можно использовать как реостат, если один из выводов оставить неподключенным. Однако обратное не совсем верно; реостат не может быть использован как потенциометр, если вы не добавите по крайней мере один другой резистор и не заземлите выход реостата.

Потенциометр по сути является переменным делителем напряжения; когда ручка устройства поворачивается, скользящий контакт создает делитель напряжения между входом и двумя выходами. Другими словами, потенциометр предназначен исключительно для деления напряжения. Реостат, будучи потенциометром с бесконечным сопротивлением на втором выходе, модулирует общую мощность, получаемую нагрузкой, подключенной к выходу. Если сопротивление реостата и нагрузки равны, то максимальная мощность передается компоненту нагрузки.

Существуют цифровые интегральные схемы потенциометров, которые обеспечивают цифровой контроль над напряжением, разделяемым делителем напряжения. Эти микросхемы обеспечивают выходное напряжение через нижнюю половину делителя напряжения дискретными шагами (определенными некоторым количеством бит). Эти микросхемы могут быть настроены на работу в режиме реостата, обеспечивая цифровой выход напряжения, а не непрерывный. Отличным примером является MCP40D19T-503E/LT от Microchip, который обеспечивает 7-битный выход через интегрированную сеть резисторов через интерфейс I2C.

В наши дни термин «реостат» иногда используется как взаимозаменяемый с «2-контактным потенциометром» или чем-то подобным, но некоторые производители компонентов все еще делают конкретное различие между этими компонентами. Примером может служить RT025AS1501KB от Vishay, который обеспечивает тип точной механической настройки сопротивления, которого дизайнер ожидает от типичного потенциометра.

Выбор механического потенциометра против реостата

При выборе этих компонентов важно отметить, что у них есть немного разные спецификации, хотя потенциометр может быть настроен для выполнения тех же функций, что и реостат. Вот некоторые важные спецификации:

• Максимальное сопротивление. Обратите внимание на максимальное сопротивление устройства, так как это определит ваш лимит напряжения/тока, подаваемого на нагрузку. Типичные значения варьируются от десятков Ом до кОм. Это следует тщательно согласовать с вашим источником питания и требованиями к току. 

• Сопротивление движка. Сопротивление движка довольно важно в реостате и должно быть очень маленьким, чтобы обеспечить точное количество тока для нагрузки. Для потенциометра, если мы обычно подаем некоторое напряжение на нагрузку с высоким импедансом, сопротивление движка не так важно, так как оно всегда будет намного меньше сопротивления нагрузки. В любом случае, вам нужно тщательно проанализировать, какое большое сопротивление движка вы можете терпеть, так как сопротивление движка появляется последовательно с сопротивлением нагрузки. 

• Стиль конусности. Конусность говорит вам о том, как изменяется сопротивление устройства, или скорее деление сопротивления по скольжению, по мере перемещения движка. Линейная конусность отлично подходит, когда вам нужны функции управления, которые являются линейными функциями напряжения/тока, подаваемого на нагрузку. Примером может служить операционный усилитель с компонентом, размещенным в обратной связи. Другие стили конусности - логарифмические и аудио конусности, которые специально определены для аудиосистем. 

• Мощность. Так же, как и обычные резисторы имеют рейтинг мощности, так и потенциометры, и реостаты. Превышение рейтинга мощности может повредить компонент. 

• Допуск и гистерезис. Поскольку потенциометры и реостаты являются электромеханическими компонентами, допуск сопротивления может варьироваться на 10-20% в некоторых случаях из-за конструкции обмотки и гистерезиса. Точные компоненты будут иметь меньшие допуски и более высокую воспроизводимость (меньший гистерезис).

Любая электронная лаборатория должна иметь под рукой несколько потенциометров или реостатов для прототипирования или создания макетов. Они очень полезны для разработки простых схем, прежде чем вы начнете создавать схемы или разводку печатной платы. Как только вы разработаете базовую схему с желаемым значением сопротивления потенциометра/реостата, возьмите омметр и измерьте между клеммами; это скажет вам, какие значения сопротивления вам нужны в вашей схеме.

Когда вы будете готовы выбрать между потенциометром и реостатом для ваших аналоговых схем, попробуйте использовать единственный поисковик электроники с расширенными функциями поиска и фильтрации. Octopart предлагает вам полное решение для поиска электронных компонентов и помогает вам точно найти необходимые компоненты. Посмотрите нашу страницу с электромеханическими компонентами, чтобы найти больше компонентов для вашей аналоговой системы.

Оставайтесь в курсе наших последних статей, подписавшись на нашу рассылку.