1.3 可调节的电阻器——电位器
电位器是一种最常用的可调电子元件,是从可变电阻器发展派生出来的,由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。其动臂的接触刷在电阻体上滑动,即可连续改变动臂与两端间的阻值。
1.3.1 多种多样的电位器
电位器的种类很多。按结构可分为旋转式电位器、直滑式电位器、带开关电位器、双联电位器及多圈电位器等,如图1-26所示。
图1-26 电位器
按照电阻体所用制造材料的不同,电位器又分为碳膜电位器、金属膜电位器、有机实心电位器、无机实心电位器、玻璃釉电位器及线绕电位器等,如图1-27所示。
图1-27 电位器的种类
电位器的型号命名由4部分组成,如图1-28所示。第一部分用字母“W”表示电位器的主称,第二部分用字母表示构成电位器电阻体的材料,第三部分用字母表示电位器的分类,第四部分用数字表示序号。电位器型号的含义见表1-12。
图1-28 电位器的型号
表1-12 电位器型号的含义
电位器的类型可以从电位器的型号中得知。例如,某电位器型号为WH5,表示这是合成碳膜电位器;某电位器型号为WXJ1,表示这是精密线绕电位器;某电位器型号为WXD2,表示这是多圈线绕电位器。
1.3.2 电位器的符号——RP
电位器的文字符号为“RP”,图形符号如图1-29所示。
图1-29 电位器的符号
1.3.3 标称阻值——电位器的主要参数之一
标称阻值是电位器最主要的参数,与之相关联的是电位器的阻值变化特性。
(1)标称阻值是指电位器的两个固定引出端之间的电阻值,如图1-30所示。标称阻值通常用数字直接标示在电位器壳体上,如图1-31所示。
图1-30 电位器标称阻值的含义
图1-31 电位器上的标称阻值
(2)阻值变化特性是指电位器的阻值随动臂的旋转角度或滑动行程而变化的关系。常用电位器的阻值变化特性主要有直线式(X)、指数式(Z)和对数式(D)三种,如图1-32所示。不同阻值变化特性的电位器适用于不同的场合,例如,直线式电位器适用于大多数场合,指数式电位器主要适用于音量控制电路,对数式电位器主要适用于音调控制电路。
图1-32 电位器的阻值变化特性
1.3.4 额定功率——电位器的主要参数之二
额定功率是指电位器在长期连续负荷下所允许承受的最大功率,使用中电位器承受的实际功率不得超过其额定功率。额定功率值通常直接标示在电位器上,如图1-33所示。部分常用电位器的主要参数见表1-13。
图1-33 电位器上标示的额定功率
表1-13 部分常用电位器的主要参数
1.3.5 连续改变阻值——电位器的工作原理
电位器的特点是可以连续改变电阻比。电位器的结构如图1-34所示。电阻体的两端各有一个固定引出端,中间是动臂引出端,将电阻体分成两部分。动臂在电阻体上移动,即可使动臂与两个固定引出端之间的电阻比值连续变化。
图1-34 电位器的结构
我们可以将电位器RP等效为由两个电阻Ra 和Rb 构成的分压器来理解电位器的工作原理,所不同的是在这个分压器中, Ra和Rb的阻值是可以变化的,并且是此消彼长的关系,即一个增大,另一个则减小,Ra 和Rb 的总阻值始终保持不变(电位器的标称阻值是固定不变的)。
(1)当动臂2端处于电阻体中间时,Ra=Rb,动臂2端输出电压为输入电压的一半,如图1-35所示。
图1-35 动臂位于中间时
(2)当动臂2端向上移动时,Ra 减小而Rb 增大。当动臂2端移至最上端时,Ra=0,Rb =RP,动臂2端输出电压为输入电压的全部,如图1-36所示。
图1-36 动臂位于上端时
(3)当动臂2端向下移动时,Ra 增大而Rb 减小。当动臂2端移至最下端时,Rb =0,Ra =RP,动臂2端输出电压为“0”,如图1-37所示。
图1-37 动臂位于下端时
1.3.6 可变分压——电位器的主要作用
电位器的主要作用是可变分压。分压比随电位器动臂转角的增大而增大,如图1-38所示。
图1-38 电位器分压原理
在如图1-39所示收音机电路中,音量调节电位器RP就是可变分压的一个例子。前级信号全部加在电位器RP的两端,从动臂2获得一定分压比的信号送往功放级。转动动臂改变分压比,也就是改变送往功放级的信号大小,达到音量调节的目的。
图1-39 电位器调节音量
由于电位器具有两个定臂引脚,故在使用中应根据电路需要确定接入方式。例如,在如图1-39所示收音机电路中,音量电位器的接入方式可按以下方法判断:如果是逆时针方向转动电位器的旋柄将开关关断,则定臂3引脚为接地端,定臂1引脚为信号端,如图1-40所示。
图1-40 电位器正确接法的判定