Variabler Widerstand

Was ist ein variabler Widerstand?

Ein variabler Widerstand ist ein elektronisches Bauteil, dessen Widerstandswert manuell oder automatisch eingestellt werden kann, um den Strom oder die Spannung in einer Schaltung zu steuern. Er wird häufig in elektronischen Schaltungen verwendet, um Parameter wie Lautstärke, Helligkeit und Temperatur einzustellen.

Grundlegende Struktur

Variable Widerstände bestehen in der Regel aus den folgenden Teilen:
Widerstandskörper: besteht aus Widerstandsmaterial (z. B. Metalldraht, Kohlenstofffilm usw.), das den Kern der Widerstandswertänderung bildet.
Bewegliches Teil (Schleifkontakt): kann auf dem Widerstandskörper bewegt werden, um die effektive Länge des Widerstandskörpers zu ändern.
Feste Zungen (feste Kontakte): Normalerweise gibt es zwei davon, die sich an jedem Ende des Widerstandskörpers befinden.

‌Working Principle

Widerstandsanpassung:Wenn sich das bewegliche Teil bewegt, ändert sich die effektive Länge des Widerstandskörpers, wodurch sich der Widerstandswert zwischen dem festen Teil und dem beweglichen Teil ändert. Zum Beispiel:
Drehung gegen den Uhrzeigersinn: Das bewegliche Teil bewegt sich nach oben, der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 1 und dem beweglichen Teil nimmt ab, und der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 2 und dem beweglichen Teil nimmt zu.
Drehung im Uhrzeigersinn: Das bewegliche Teil bewegt sich nach unten, der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 1 und dem beweglichen Teil steigt, und der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 2 und dem beweglichen Teil sinkt.
Extreme Position:
Wenn sich das bewegliche Teil zum äußersten linken Ende (oberstes Ende) bewegt, ist der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 1 und dem beweglichen Teil Null, und der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 2 und dem beweglichen Teil erreicht den Maximalwert (Nennwiderstandswert).
Wenn sich das bewegliche Teil zum äußersten rechten Ende (dem untersten Ende) bewegt, ist der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 2 und dem beweglichen Teil null, und der Widerstandswert zwischen dem festen Teil 1 und dem beweglichen Teil erreicht den Höchstwert.

Symbole für variable Widerstände

Die Symbole für veränderliche Widerstände werden in den Schaltplänen in der Regel mit den Buchstaben RP oder R angegeben, je nach den Normen und Konstruktionskonventionen.
Symbol
RP: This is the latest national standard symbol for variable resistors, which stands for “Widerstand Potentiometer” to emphasize its adjustable resistance value. R: In some old standards or simplified standards, it is used to emphasize its adjustable resistance value.
R: In einigen älteren Normen oder vereinfachten Entwürfen können veränderliche Widerstände auch direkt durch den Buchstaben R dargestellt werden, genau wie gewöhnliche Widerstände, jedoch mit Kontext oder zusätzlichen Symbolen (z. B. Pfeilen) zur Unterscheidung ihrer veränderlichen Eigenschaften.
Grafische Symbole
Die grafischen Symbole für veränderliche Widerstände fügen den normalen Widerstandssymbolen einen Pfeil hinzu, um anzuzeigen, dass ihr Widerstandswert kontinuierlich verändert werden kann.
Beim nationalen Standardsymbol beispielsweise zeigt der Pfeil auf ein Ende des Widerstandskörpers, was die Richtung der Widerstandseinstellung angibt.
Bei dem alten Symbol kann der Pfeil direkt mit einem festen Ende verbunden sein, das die Position des Schleifkontakts anzeigt.
Stift Funktion
Variable Widerstände haben in der Regel drei Stifte: zwei feste Enden (Stifte mit fester Zunge) und ein bewegliches Ende (Stift mit beweglicher Zunge).
Die Stifte mit beweglichen Laschen passen den Widerstandswert durch Verschieben oder Drehen an, um die Kontaktposition mit den Stiften mit festen Laschen zu ändern.

Haupttypen

Variable Widerstände können je nach Aufbau und Verwendung in die folgenden Typen eingeteilt werden:
Potentiometer
Ein Potentiometer ist ein einstellbares Widerstandselement, das in der Regel aus einem Widerstandskörper und einer beweglichen Bürste besteht. Durch Verändern der Position der Bürste auf dem Widerstandskörper kann das Potentiometer den Widerstandswert in einer Schaltung anpassen und so die Größe von Spannung und Strom verändern. Potentiometer werden in elektronischen Schaltkreisen häufig zur Regulierung von Strom, Spannung und Signalverteilung eingesetzt und sind häufig in Audiogeräten, Haushaltsgeräten, industriellen Steuersystemen und Präzisionsinstrumenten zu finden.
Fotoresistor
Ein Fotowiderstand (Photoresistor oder lichtabhängiger Widerstand) ist ein Halbleiterelement, das auf dem internen fotoelektrischen Effekt beruht und dessen Widerstandswert von der Änderung der einfallenden Lichtintensität abhängt. Fotowiderstände nutzen Halbleitermaterialien, um unter Lichteinwirkung Elektronen zu erzeugen, wodurch sich ihr Widerstandswert ändert, der mit der Lichtintensität variiert und häufig in lichtgesteuerten Schaltungen verwendet wird.
Thermistoren
Thermistoren sind temperaturabhängige Widerstände, deren Widerstandswert sich mit der Temperatur deutlich ändert. Je nach Temperaturkoeffizient können Thermistoren in Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten (PTC) und Thermistoren mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) eingeteilt werden. Der Widerstandswert eines PTC-Thermistors steigt mit der Temperatur, während der Widerstandswert eines NTC-Thermistors mit der Temperatur sinkt. Der Widerstandswert ändert sich mit der Temperatur und wird zur Temperaturerfassung und -kontrolle verwendet.

Unterschiede zu Festwiderständen

Widerstandswert:Der Widerstandswert von Festwiderständen ist nicht einstellbar, während der Widerstandswert von variablen Widerständen nach Bedarf variiert werden kann.
Genauigkeit:Festwiderstände sind in der Regel genauer, während variable Widerstände weniger genau sind.
Anwendung:Festwiderstände werden verwendet, wenn ein konstanter Widerstand erforderlich ist, während variable Widerstände verwendet werden, wenn eine dynamische Anpassung erforderlich ist.

Vorteile und Benachteiligungen

Vorteile: hohe Flexibilität für eine breite Palette von Anpassungsanforderungen.
Nachteile: geringere Präzision und höhere Fehlerquote.

Anwendungsszenarien

Variable Widerstände haben eine breite Palette von Anwendungen in den folgenden Bereichen:
Audiogeräte: z. B. Lautstärkeregler.
Beleuchtungseinrichtungen: z. B. Dimmerschalter.
Motorsteuerung: z.B. Drehzahlregelung von Ventilatoren.
Sensoren: z. B. Fotowiderstände und Thermistoren für die Umweltüberwachung.
Anschluss: In tatsächlichen Schaltkreisen ist das bewegliche Teil in der Regel direkt mit einem bestimmten festen Teil verbunden, um die kontinuierliche Einstellung des Widerstandswertes zu realisieren.
Verwendungszwecke:Variable Widerstände können zur Einstellung von Strom und Spannung oder als Spannungsteiler und Varistoren verwendet werden und finden breite Anwendung in Audiogeräten, Beleuchtungssteuerung, Motordrehzahlregelung und anderen Bereichen.

‌VORSICHT
NENNWERTE: Es ist darauf zu achten, dass der Nennstrom und die Nennspannung des variablen Widerstands bei der Verwendung nicht überschritten werden, um ein Verbrennen der Schleifkontakte zu vermeiden.
Leistungsverteilung:In der Regel wird davon ausgegangen, dass die Nennleistung gleichmäßig über den gesamten Widerstandskörper verteilt ist; ist die lokale Leistung zu hoch, kann dies zu einer Beschädigung der Bauteile führen.
Durch die oben genannten Prinzipien können variable Widerstände die Schaltungsparameter flexibel anpassen, um verschiedenen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.