Biến trở so với Rheostat: Bạn nên sử dụng cái nào?

Tôi nhớ khi còn là sinh viên năm nhất, lần đầu tiên tôi chơi với các biến trở trong lớp điện tử nhập môn. Bạn bắt đầu nhận ra những linh kiện này được sử dụng ở đâu trong các thiết bị hàng ngày mà bạn không hề biết. Biến trở và rheostat là hai phiên bản của một biến trở có thể thay đổi, cung cấp một cách đơn giản để kiểm soát dòng điện và sụt áp trong các nhánh khác nhau của hệ thống.

Mặc dù những linh kiện này cung cấp cùng một chức năng cơ bản, chúng khá khác biệt và không phải lúc nào cũng là sự thay thế hoàn hảo cho nhau. Vậy điều gì làm cho những linh kiện này khác biệt, và tại sao chúng được ưa chuộng trong các ứng dụng khác nhau? Đây là lúc bạn nên sử dụng biến trở thay vì rheostat và những gì cần tìm trong thông số kỹ thuật datasheet để chọn linh kiện phù hợp.

So sánh Biến trở và Rheostat về Cấu tạo

Biến trở và rheostat có cấu tạo tương tự và hoạt động theo cách tương tự: bằng cách xoay núm, bạn có thể kiểm soát dòng điện và phân phối điện áp trong mạch. Có vẻ đơn giản, nhưng cách những linh kiện này được xây dựng làm cho chúng trở thành lựa chọn tốt hơn cho các ứng dụng khác nhau.

Sự khác biệt rõ ràng nhất giữa biến trở và rheostat là số lượng cực; biến trở có ba cực (đầu vào và 2 đầu ra) trong khi rheostat có hai cực (1 đầu vào, 1 đầu ra). Nhờ vào ba cực của biến trở, nó có thể được sử dụng như một rheostat khi một trong các cực được để trống. Tuy nhiên, điều ngược lại không hoàn toàn đúng; một rheostat không thể được sử dụng như một biến trở trừ khi bạn thêm ít nhất một điện trở khác và nối đất đầu ra của rheostat.

Một biến trở cơ bản là một bộ chia điện áp biến thiên; khi núm trên thiết bị được xoay, một tiếp xúc trượt tạo ra một bộ chia điện áp giữa đầu vào và hai đầu ra. Nói cách khác, một biến trở đơn giản chỉ dành cho việc chia điện áp. Với một rheostat đơn giản là một biến trở với điện trở vô hạn ở đầu ra thứ hai, nó điều chỉnh tổng công suất nhận được bởi tải kết nối với đầu ra. Nếu điện trở của rheostat và tải bằng nhau, thì công suất tối đa được truyền đến thành phần tải.

Có IC biến trở số cung cấp khả năng kiểm soát số hóa đối với việc chia điện áp giữa một bộ chia điện áp. Những IC này cung cấp một đầu ra điện áp qua nửa dưới của một bộ chia điện áp theo các bước rời rạc (được xác định bởi một số lượng bit nào đó). Những IC này có thể được thiết lập để hoạt động trong chế độ rheostat, cung cấp một đầu ra điện áp số hóa thay vì liên tục. Một ví dụ tuyệt vời là MCP40D19T-503E/LT từ Microchip, cung cấp đầu ra 7-bit qua một mạng điện trở tích hợp qua giao diện I2C.

Ngày nay, thuật ngữ “rheostat” đôi khi được sử dụng thay thế cho “potentiometer 2 cực” hoặc một cái gì đó tương tự, nhưng một số nhà sản xuất linh kiện vẫn tạo ra sự phân biệt cụ thể giữa những linh kiện này. Một ví dụ là RT025AS1501KB của Vishay, cung cấp loại điều chỉnh cơ khí chính xác mà một nhà thiết kế mong đợi từ một potentiometer thông thường.

Chọn Potentiometer Cơ khí hay Rheostat

Khi lựa chọn những linh kiện này, điều quan trọng cần lưu ý là chúng có các thông số kỹ thuật hơi khác nhau, mặc dù một potentiometer có thể được cấu hình để cung cấp các chức năng giống như một rheostat. Dưới đây là một số thông số kỹ thuật quan trọng:

• Điện trở Tối đa. Chú ý đến điện trở tối đa của thiết bị vì điều này sẽ xác định giới hạn điện áp/dòng điện cung cấp cho tải. Các giá trị điển hình dao động từ 10’s của Ohm đến kOhm. Điều này nên được kết hợp cẩn thận với nguồn điện và yêu cầu dòng điện của bạn. 

• Điện trở Wiper. Điện trở wiper rất quan trọng trong một rheostat và nên rất nhỏ để cung cấp một lượng dòng điện chính xác cho tải. Đối với một potentiometer, nếu chúng ta nói chung cung cấp một số điện áp cho một tải có trở kháng cao, thì điện trở wiper không quá quan trọng vì nó luôn nhỏ hơn nhiều so với trở kháng tải. Dù sao, bạn cần phải phân tích cẩn thận bạn có thể chấp nhận điện trở wiper lớn đến mức nào vì điện trở wiper xuất hiện nối tiếp với trở kháng tải. 

• Kiểu Taper. Kiểu taper cho bạn biết điện trở của thiết bị, hoặc cụ thể là sự phân chia điện trở qua trượt, thay đổi như thế nào khi wiper được di chuyển. Kiểu taper tuyến tính rất tốt khi bạn cần các chức năng điều khiển là các hàm tuyến tính của điện áp/dòng điện cung cấp cho tải. Một ví dụ có thể là một khuếch đại hoạt động với linh kiện được đặt trong vòng phản hồi. Các kiểu taper khác bao gồm logarithmic và audio taper được định nghĩa cụ thể cho hệ thống âm thanh. 

• Công suất định mức. Giống như các điện trở thông thường có một công suất định mức, potentiometers và rheostats cũng vậy. Vượt quá công suất định mức có thể làm hỏng linh kiện. 

• Độ chính xác và hysteresis. Bởi vì potentiometers và rheostats là các linh kiện điện cơ, độ chính xác của điện trở có thể thay đổi 10-20% trong một số trường hợp do cấu trúc quấn và hysteresis. Các linh kiện chính xác sẽ có độ chính xác cao hơn và khả năng tái sản xuất cao hơn (hysteresis thấp).

Bất kỳ phòng thí nghiệm điện tử nào cũng nên có một số potentiometer hoặc rheostat để sử dụng cho việc chế tạo mẫu hoặc lắp ráp trên bảng mạch. Chúng rất hữu ích cho việc thiết kế mạch đơn giản trước khi bạn bắt đầu tạo sơ đồ mạch hoặc bố trí PCB. Sau khi bạn đã thiết kế một mạch cơ bản với giá trị điện trở mong muốn của potentiometer/rheostat, hãy sử dụng một ohmmeter và đo qua các cực; điều này cho bạn biết các giá trị điện trở bạn cần trong mạch của mình.

Khi bạn sẵn sàng quyết định giữa potentiometer và rheostat cho các mạch tương tự của mình, hãy thử sử dụng công cụ tìm kiếm điện tử duy nhất với các tính năng tìm kiếm và lọc tiên tiến. Octopart cung cấp cho bạn một giải pháp hoàn chỉnh cho việc tìm nguồn cung cấp linh kiện điện tử và giúp bạn tìm chính xác các linh kiện bạn cần. Hãy xem trang thành phần điện cơ của chúng tôi để tìm thêm các thành phần cho hệ thống tương tự của bạn.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.