电位器这个东西,学电子的朋友肯定不陌生,说白了就是个可调的电阻器,通过旋转或者滑动来改变阻值,实现调音量、调光、调速这些功能。但很多新手拿到电位器就懵了——三个脚该怎么接?今天就聊聊电位器的三种常用接法:分压接法、限流接法(可变电阻)、可变电阻接法的区别,以及实际接线时要注意的细节。
先认识一下电位器的结构。最常见的是旋转式电位器,三个引脚分别叫"引脚1"、"引脚2"(滑动端,也叫滑片)、"引脚3"。引脚1和引脚3之间是整个电位器的固定电阻体,阻值是不变的,比如10K电位器,1脚和3脚之间就是10K。引脚2是滑动端,跟电阻体接触的位置可以旋转调节,所以2脚和1脚之间、2脚和3脚之间的阻值是可变的,加起来等于1脚和3脚之间的总阻值。举个例子,10K电位器拧到中间位置,2脚到1脚大约5K,2脚到3脚也大约5K,加起来10K。除了旋转式,还有直滑式的电位器,原理一样,只是调节方式是来回滑不是转。
第一种接法也是最常用的,分压接法。三个脚都用上:1脚接输入电压的正极,3脚接输入电压的地,2脚就是输出端,输出电压可以从0V调到输入电压的最大值。为什么叫分压?因为1脚和3脚之间整个电阻上的电压是输入电压VIN,滑片2脚的位置不同,分到的电压就不一样。当滑片拧到靠近1脚时,输出接近VIN;拧到靠近3脚时,输出接近0V。这种接法在电路里用得最多,比如收音机的音量调节、可调电源的电压调节、示波器的幅度调节,基本都是分压接法。分压接法的好处是输出电压范围大,从0到最大都能覆盖,而且输出阻抗比较稳定,缺点是如果输出端接的负载太小(也就是负载电阻太小),会跟电位器的下部分电阻并联,导致实际输出电压跟理论值有偏差,负载越重偏差越大,所以一般要保证负载电阻至少是电位器总阻值的10倍以上。
第二种接法是限流接法,也叫可变电阻接法,只用到两个脚:把滑片2脚跟其中一个固定脚(比如1脚)短接在一起,然后这两个脚和另一个固定脚(3脚)串联在电路里。这样一来,实际接入电路的电阻就是2脚到3脚之间的阻值,调节滑片就能改变串联在电路里的电阻大小,从而限制电路的电流。比如LED调光电路里,用电位器串联在LED回路里,通过改变电阻来改变电流,从而改变亮度。这种接法电路简单,只用两个脚,但要注意一个问题:当滑片调到极端位置时,接入电路的电阻可能变成0,这时候电流会很大,可能烧坏负载,所以一般要在电路里额外串联一个固定电阻做保护,限制最小阻值,防止短路。
第三种接法其实就是第二种的变种,只是不用短接滑片和固定脚,只用滑片2脚和一个固定脚(比如3脚),另一个固定脚(1脚)悬空不用。这种接法下,滑片到3脚之间的电阻是可变的,作用跟前一种接法一样,也是限流。但这里有个坑要注意:如果电位器的滑片跟电阻体接触不良(比如用久了磨损、进灰了),接触的地方会断开,整个电阻就变成开路了,电路里没电流,可能会出问题。而前一种短接滑片和固定脚的接法,就算滑片接触不良,还有固定脚那边的通路在,不会突然开路,更可靠一些。所以实际工程里如果用限流接法,一般都推荐短接滑片和一个固定脚,而不是悬空一个脚。
最后说几个实际接线的小细节。第一个,选型时除了阻值还要看功率,电位器的功率要大于实际消耗的功率,比如流过电位器的电流是10mA,电位器阻值是10K,那最大功耗是I²R=1W,得选额定功率大于1W的电位器,不然会烧。第二个,看阻值变化曲线,电位器有线性型(A型)、对数型(B型,指数型)、反对数型(C型)。线性型适合做电压分压和通用调节;对数型(B型)适合做音量调节,因为人耳对音量的感知是对数的,对数曲线的电位器拧起来音量变化更自然;反对数型用得比较少,主要是特殊场合。买的时候看外壳上的标记,A是线性,B是对数。第三个,接完线要检查一下有没有接反,分压接法如果1脚和3脚接反了,调节方向会反过来,顺时针拧反而电压变小,不影响使用但体验不好。第四个,焊接时间不要太长,电位器内部是塑料的,焊太久会烫坏。
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