可變電阻器概述——結構、工作和不同應用

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什么是電阻器

(資料圖片僅供參考)

在電路中，電阻器是一個無源的兩端元件，一旦電流流過它就會阻止電流流動并消耗功率。它在電路中用圖 1 中的符號表示。電壓與電流之比稱為電阻，用[歐姆定律](https://en.wikipedia.org/wiki/Ohm’s_law#:~:text=Ohm’s law states that the,voltage across the two points.)表示，如圖 2 所示。

**圖 1：**電阻器符號

**圖 2：**歐姆定律

歐姆定律指出，當溫度保持恒定時，流過電路中電阻器的電流與施加的電壓成正比。因此，假設普通電阻器有兩個端子并且它們具有恒定電阻是合乎邏輯的，因為它們的電阻不能改變。

可變電阻器的定義

顧名思義，可變電阻器是一種無源的三端器件，可以通過位于兩個端子之間的第三個端子調節其電阻，從而對電流流動的阻礙上下移動。因此，可變電阻電路符號有一個代表電阻變化的箭頭。可變電阻器的電氣符號如圖3所示。

**圖 3：**可變電阻器符號

**圖 4：**可變電阻器符號

可變電阻器的電阻可以通過其第三個端子在零到某個最大值之間變化。仔細查看圖 4 中可變電阻的電路圖，可以看到端子 1 和 3 之間存在恒定電阻。端子 2（中間）是唯一具有移動能力的端子。因此，為了改變電阻，您必須使用任何帶有移動端子的側面端子。

可變電阻器的工作原理

可變電阻器廣泛用于電路中以調整電流或電壓的值，因為可變電阻器的電阻可以設置為一定的值。可變電阻器允許您通過改變電阻和保持電流恒定來調整電壓值。為調整輸入電壓，如圖 5 所示，將電壓源連接到端子 1 和 3。端子 1 和 2 之間的輸出電壓可通過圖 6 所示的分壓公式計算。

**圖 5：**可變電阻器用作分壓器

**圖 6：**分壓公式

可變電阻器的構造

可變電阻器雖然有不同的類型，但它們的工作原理是相同的。當檢查可變電阻器的內部時，如圖 7 所示，在端子 1 和 3 之間有一個稱為電阻軌道的固定電阻。端子 2 連接到旋鈕，滑塊（雨刷器）直接接觸旋鈕。可以通過調節中間的旋鈕來改變端子1和2或2和3之間的電阻，如圖7中紅色圓圈所示。

**圖 7：**可變電阻器

可變電阻器的類型

有不同類型的可變電阻器，它們的工作原理幾乎與前幾節所述相同。然而，可變電阻器的端子配置和電阻值可以相對于各種環境參數進行調整。這些不同類型的可變電阻器包括：

電位器

如前幾節所述，可變電阻器通常用于控制電壓或電流。電位器是最流行的可變電阻器類型之一。它們在需要電壓控制的應用中是首選。主要有兩組電位器，稱為機械式和數字式。諸如線性和旋轉電位器之類的機械電位器在振動環境中存在精度問題。由于機械電位器的靈敏度問題，通常使用數字電位器。數字電位器最基本的用途之一是提供電阻在具有挑戰性的環境條件下發生的漂移問題。由于數字電位器可以通過 I2C 等通信協議進行調整，因此在無法進行機械電阻調整的情況下，它們也非常有用。

變阻器

變阻器的結構類似于電位器。但是，變阻器的移動端子與其中一個側端子短路，如圖 8 所示。變阻器在需要進行電阻調整或電流限制的應用中是首選。

**圖 8：**變阻器符號

光敏電阻

光敏電阻器也稱為光敏電阻器 (LDR)，是一種常見的可變電阻器。由于光電效應，它們的電阻隨入射光的強度而變化。在光強度變化的環境中，最好使用光敏電阻。

力敏電阻

顧名思義，力敏電阻的電阻會隨著施加的力水平而變化。它們通常用于機器人應用中，例如機器人的夾具內部。

熱敏電阻

熱敏電阻的電阻隨溫度變化。有兩種類型的熱敏電阻，稱為負溫度系數 (NTC) 和正溫度系數 (PTC) 熱敏電阻。PTC熱敏電阻的阻值與溫度成正比，而NTC熱敏電阻的阻值與溫度成反比。在溫度變化檢測至關重要的不同工業應用中，熱敏電阻是首選。

濕度計

顧名思義，濕敏電阻的電阻會隨著濕度的變化而變化。濕度計用于許多物聯網 (IOT) 設備以檢測環境變化。

可變電阻器的應用

在我們家中的許多設備/電子產品中都可以找到可變電阻器。其中一些包括收音機、揚聲器、麥克風、電視、振蕩器、智能家居控制設備等。電位器通常用于需要速度或音量控制的家用電器。變阻器用于需要調整電流或電阻水平的地方。一個常見的例子是燈光變暗。總之，可變電阻器在需要電壓控制或電流調節的應用中很受歡迎。