این جلسه را تا انتها دنبال کنید تا با پتانسیومتر (مقاومت متغیر) آشنا شوید و رفتار آن را به‌صورت مفهومی با مثالی ساده یاد بگیرید. همچنین در ادامه این جلسه با قانون تقسیم ولتاژ مقاومتی در مدارهای الکتریکی آشنا خواهیم شد و یاد می‌گیریم که چگونه پتانسیومترها در نقش مقاومت‌های سری در مدار ایفای نقش می‌کنند.
پتانسیومتر چیست
پتانسیومتر یا همان مقاومت متغیر، قطعه‌ایست که می‌توان مقدار مقاومت آن را با چرخاندن ولومی که روی آن قرار دارد، تنظیم کرد.
پتانسیومترها معمولا دارای سه پایه هستند، به طوری که مقاومت بین دو پایهِ ابتدا و انتهای آنها همواره ثابت است و با چرخاندن ولوم، تنها از مقاومت بین پایه‌های اول و دوم کاسته و به مقاومت بین پایه‌های دوم و سوم افزوده می‌شود.
این رفتار را با یک مثال ساده توضیح می‌دهیم.
کوچه‌ای را تصور کنید که در یک سر آن درختی وجود دارد و در سر دیگر آن، یک فروشگاه و شما در اول کوچه و کنار درخت حضور دارید و می‌خواهید به سمت فروشگاه بروید.
با هر قدم که به سمت فروشگاه حرکت می‌کنید، فاصله شما از درخت بیشتر و از فروشگاه کمتر می‌شود، در حالی که طول کوچه تغییری نکرده است. این دقیقا همان اتفاقی‌است که با پیچاندن ولوم پتانسیومتر اتفاق می‌افتد.
همان‌طور که در شکل زیر می‌بینید، پتانسیومتر از یک سیم بلند که دو سر آن به طور ثابت به پایه اول و سوم وصل شده، تشکیل شده است، در حالی که پایه دوم به جای مشخصی از سیم وصل نشده و می‌تواند روی سیم حرکت کند.
نماد مداری پتانسیومتر نیز از همین موضوع الهام گرفته شده است. با چرخاندن ولوم، پایه دوم به سمت پایه اول حرکت کرده و از پایه سوم دور و دورتر می‌شود. و همان‌طور که می‌دانید، هر چه طول سیم بیشتر شود، مقاومت نیز افزایش می‌یابد.
بیاید یک مدار ساده را بر روی برد بورد پیاده سازی کنیم. اگر با برد بورد آشنایی ندارید، ما در مطلب مقاومت چیست، برد بورد را به شما معرفی کرده ایم.
همان‌طور که در تصویر زیر می‌بینید، یک پتانسیومتر بین سر مثبت باطری و یک سر LED قرار گرفته‌است، به طوری که پایه اول آن به سر منفی باتری و پایه دوم آن به یک سر منفی (کاتد) LED متصل است.
دقت کنید که پایه سوم پتانسیومتر به جایی متصل نیست. سر دیگر باطری نیز مستقیما به سر دیگر LED متصل است.
با چرخاندن پیچ تنظیم مقدار مقاومتی که بر سر راه LED وجود داره کم و کمتر شده و در نتیجه جریان بیشتری می‌تواند از مدار عبور کند که در نتیجه آن LED پر نور و پر نورتر می‌شود. درست مثل وقتی که شیر آب را به آرامی باز می‌کنید و آبی که از لوله خارج می‌شود رفته رفته بیشتر و بیشتر می‌گردد.
پتانسیومترها کاربردهای فراوانی داشته و دارند و در زندگی روزمره می‌توان نمونه‌های زیادی از آنها را دید. مثلا در جاروبرقی‌ها، تنظیم‌کننده دور موتور جاروبرقی یا همان توان مکش آن، در یخچال‌های کمی قدیمی‌تر جهت تنظیم دمای یخچال و یا در ولوم سیستم‌های صوتی که با آن صدا را کم و زیاد می‌کنیم.
اما مداری که این کاربردها را با آن می‌سازند، چیست؟ برای پاسخ به این سوال باید مفهوم تقسیم ولتاژ به روش مقاومتی را آموخت.
قانون تقسیم ولتاژ و کاربرد پتانسیومتر
دو قایق بادبانی یک اندازه و یک وزن را در نظر بگیرید که در دریا کنار یکدیگر در حال حرکت هستند، در حالی که بادبان قایق اول سه برابر بزرگ تر از بادبان قایق دوم است.
اگر باد شروع به وزیدن کند و دقیقا در جهت حرکت دو قایق باشد، قطعا نیرویی که قایق اول به دست میآورد سه برابر نیرویی است که به قایق دوم می‌رسد، چرا که بادبان آن سه برابر دومی است. در داستان دو مقاومت سری شده نیز همین قضیه تکرار می‌شود.
همان‌طور که در این مدار می‌بینید، اگر دو مقاومت 3 اهم و 1 اهم داشته باشیم، هنگامی که آنها را سری کرده و دو سر مقاومت‌های سری شده را مثلا به یک باطری 12 ولت وصل کنیم، سهمی که هر مقاومت از ولتاژ کل باطری به دست میآورد دقیقا برابر با نسبت آن دو مقاومت است.
به طوری که به مقاومت 3 اهمی 9 ولت و به مقاومت یک اهمی، 3 ولت می‌رسد. اگر مقدار مقاومت اول 3000 اهم (یا همان سه کیلو اهم) و مقاومت دوم 1000 اهم (یا همان یک کیلواهم) بود، بازهم به مقاومت اول همان 9 ولت و به مقاومت دوم همان 3 ولت می‌رسید.
چرا که نسبت آنها (حاصل تقسیم مقاومت اول به دوم) ثابت مانده است. به این قانون، قانون تقسیم ولتاژ مقاومتی می‌گویند.
پتانسیومترها نیز عموما به عنوان یکی از مقاومت‌های سری شده در قانون تقسیم ولتاژ مقاومتی به کار می‌روند، به طوری که با یک مقاومت ثابت سری شده و مجموع آنها به یک باتری وصل می‌شود. درست مثل مدار زیر…
حال، با کم و زیاد کردن ولوم پتانسیومتر، سهمی که از ولتاژ کل به آن می‌رسد تغییر کرده و همین امر کافیست تا مدار رفتار دیگری را از خود نشان دهد. برای فهم بیشتر، باید گفت که مدارهای می‌توانند درست مانند مولتی متر، ولتاژ یک سیم را اندازه گرفته و بر اساس آن ولتاژ تصمیم بگیرند که:
مثلا اگر ولتاژ کمتر از 3 ولت است، لامپ قرمز، اگر بین 3 تا 6 ولت است لامپ زرد و اگر بیش تر از 6 ولت است، لامپ سبز را روشن کنند.
تمرینات این جلسه
- توضیح دهید که چگونه می‌توان با استفاده از پتانسیومتر سرعت یک آرمیچر را کنترل کرد و مدار آن را رسم کنید.
- آیا می‌توان صدای بازر را با استفاده از پتانسومتر کم و زیاد کرد؟ چگونه؟
پاسخ های خود را در قسمت نظرات این مطلب بنویسید تا ببینیم چقدر از مطلب امروز را فرا گرفتید.
در این آموزش با معرفی پتانسیومتر و نیز مفهوم تقسیم ولتاژ مقاومتی آشنا شدیم و یک کاربرد مهم این قطعه را فرا گرفتیم. در کیت آموزشی مهندس الکترونیک سطح 1 ترم 2 می‌توانید به صورت عملی مدارهایی که نشان داده شد را اجرا کرده و تجربه ارزشمندی به دست بیاورید.
شما می‌توانید تمام آموزش‌ها را از طریق وبسایت الکساز و یا کانال یوتیوب الکساز دنبال کنید.
چطور می‌توانم آموزش الکترونیک الکساز را بصورت عملی دنبال کنم؟
ما تمامی قطعات استفاده شده در هر آموزش را به شما معرفی می‌کنیم، تا شما بتوانید قطعات مورد نیاز خود را از فروشگاه الکسازشاپ یا فروشگاه‌های قطعات الکترونیکی تهیه کنید و تمامی آموزش‌ها را به‌صورت کاملا عملی دنبال کنید.
ضمن این‌که تمامی آموزش‌ها، یک کیت آموزشی مرتبط دارند که می‌توانید با خرید کیت آموزشی مرتبط با هر سرفصل آموزشی، تمام قطعات را به‌صورت یکجا تهیه کنید. همچنین، تمامی آموزش‌های الکساز به‌صورت متنی در دفترچه‌های آموزشی و ویدیویی در پنل کاربری شما در دسترس قرار خواهند گرفت.
کیت های آموزشی مهندس الکترونیک، برای دنبال کردن این آموزش ها بصورت عملی به شما پیشنهاد می‌شود. این مجموعه آموزشی دارای دفترچه آموزشی و ویدیو آموزشی می‌باشد و بیش از 100 پروژه کاربردی با این کیت ها پیاده سازی خواهید کرد.
علاوه بر تمام مزایای ذکر شده، در صورت خرید بسته، شما پشتیبانی آموزشی دریافت می‌کنید و اگر در هر قسمت از آموزش با سوالی مواجه شدید، پشتیبانان ما در سریع‌ترین زمان ممکن با شما ارتباط برقرار کرده، و اقدام به پاسخگویی و رفع مشکلات شما می‌نمایند.
در غیر اینصورت شما می‌توانید در قسمت نظرات، سوالات خود را مطرح کنید تا مربیان الکساز، به سوالات و نظرات شما پاسخ دهند.
جمع بندی
به شما تبریک می‌گوییم! شما یک جلسه دیگر از سری آموزش الکترونیک را با موفقیت پشت سر گذاشتید. در این جلسه که جلسه سوم از فصل دوم آموزش مقدماتی الکترونیک بود، با مقاومت های متغیر یا پتانسیومتر ها آشنا شدیم.
در جلسه بعدی، قطعه جدیدی به نام خازن آشنا خواهیم شد و کاربرد آن در مدارات الکتریکی را فرا خواهیم گرفت.
تیم الکساز برای تمام قسمت‌های این آموزش‌ها مطالعه و تحقیق بسیاری انجام داده تا بتواند یک آموزش اصولی، کاربردی، جذاب و سرگرم کننده را در اختیار شما قرار دهد.
شما می‌توانید با حمایت از الکساز در شبکه‌های اجتماعی مثل یوتیوب، اینستاگرام، تلگرام، آپارات و معرفی الکساز به دوستان خود، به ما انرژی و انگیزه داده تا بتوانیم همواره آموزش‌های با کیفیت در اختیار شما قرار دهیم.
همچنین با نظرات خود در انتهای هر مطلب، انتقادات، پیشنهادات و سوالات خود را با ما مطرح کنید، و در مسیر بهبود کیفیت آموزش‌ها همراه الکساز باشید. در جلسه بعد، با ما همراه باشید تا آموزش های مقدماتی الکترونیک و مفاهیم علمی الکترونیک را ادامه دهیم.
