Reostat-bereikbeperking

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Verschillende weerstanden van 10 kΩ
• Eén 10 kΩ potentiometer, lineaire taper (Radio Shack-catalogus # 271-1715)

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 5:"Series en parallelle circuits"

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 7:"Series-parallelle combinatiecircuits"

Lessen in elektrische circuits , Volume 1, hoofdstuk 8:"DC-meetcircuits"

LEERDOELSTELLINGEN

• Om serie-parallelle weerstanden te bepalen
• Om kalibratietheorie en praktijk te tonen

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Dit experiment onderzoekt de verschillende weerstandsbereiken die kunnen worden verkregen door weerstanden met een vaste waarde te combineren met een potentiometer die is aangesloten als een regelweerstand.

Sluit om te beginnen een potentiometer van 10 kΩ aan als een weerstand zonder andere aangesloten weerstanden.

Het afstellen van de potentiometer over zijn volledige bereik zou moeten resulteren in een weerstand die soepel varieert van 0 tot 10.000 Ω:

Stel dat we het onderste uiteinde van dit weerstandsbereik wilden verhogen, zodat we een instelbaar bereik hadden van 10 kΩ tot 20 kΩ met een volledige zwaai van de aanpassing van de potentiometer.

Dit kan eenvoudig worden bereikt door een weerstand van 10 kΩ toe te voegen in serie met de potentiometer.

Voeg er een toe aan het circuit zoals weergegeven en meet de totale weerstand opnieuw terwijl u de potentiometer afstelt:

Een verschuiving aan de onderkant van een aanpassingsbereik wordt een nulkalibratie genoemd , in metrologische termen.

Met de toevoeging van een serieweerstand van 10 kΩ werd het "nulpunt" met 10.000 Ω naar boven verschoven.

Het verschil tussen hoge en lage uiteinden van een bereik, de span . genoemd van het circuit—is echter niet veranderd:een bereik van 10 kΩ tot 20 kΩ heeft hetzelfde bereik van 10.000 Ω als een bereik van 0 Ω tot 10 kΩ.

Als we de spanwijdte van dit regelweerstandcircuit ook willen verschuiven, moeten we het bereik van de potentiometer zelf veranderen.

We kunnen de potentiometer vervangen door een potentiometer met een andere waarde, of we kunnen een potentiometer met een lagere waarde simuleren door een weerstand parallel te plaatsen ermee, waardoor de maximaal haalbare weerstand wordt verminderd. Dit zal de spanwijdte van het circuit verkleinen van 10 kΩ naar iets minder.

Voeg parallel aan de potentiometer een weerstand van 10 kΩ toe om de overspanning te verkleinen tot de helft van zijn vroegere waarde:van 10 KΩ tot 5 kΩ. Het gekalibreerde weerstandsbereik van dit circuit is nu 10 kΩ tot 15 kΩ:

Er is niets dat we kunnen doen om te verhogen de spanwijdte van dit reostaatcircuit, in plaats van de potentiometer te vervangen door een andere met een grotere totale weerstand.

Het parallel toevoegen van weerstanden kan de spanwijdte alleen maar verkleinen. Er is echter geen dergelijke beperking bij het kalibreren van het nulpunt van dit circuit, aangezien het begon bij 0 Ω en zo groot kan worden gemaakt als we willen door weerstand in serie toe te voegen.

Een groot aantal weerstandsbereiken kan worden verkregen met slechts 10 KΩ weerstanden met een vaste waarde, als we creatief zijn met serie-parallelle combinaties daarvan.

We kunnen bijvoorbeeld een bereik van 7,5 kΩ tot 10 kΩ creëren door het volgende circuit te bouwen:

Het creëren van een aangepast weerstandsbereik van weerstanden met een vaste waarde en een potentiometer is een zeer nuttige techniek voor het produceren van nauwkeurige weerstanden die nodig zijn voor bepaalde circuits, met name metercircuits.

In veel elektrische instrumenten, vooral multimeters, is weerstand de bepalende factor voor het meetbereik van het instrument.

Als de interne weerstandswaarden van een instrument niet nauwkeurig zijn, zullen de indicaties dat ook niet zijn.

Het vinden van een weerstand met een vaste waarde van precies de juiste weerstand voor plaatsing in het ontwerp van een instrumentcircuit is onwaarschijnlijk, dus het kan zijn dat er aangepaste weerstandsnetwerken moeten worden gebouwd om de gewenste weerstand te bieden.

Het hebben van een potentiometer als onderdeel van het weerstandsnetwerk biedt een manier om te corrigeren als de weerstand van het netwerk zou "afwijken" van zijn oorspronkelijke waarde.

Het ontwerpen van het netwerk voor een minimale spanwijdte zorgt ervoor dat het effect van de potentiometer klein is, zodat nauwkeurige afstelling mogelijk is en zodat onbedoelde beweging van het mechanisme niet zal resulteren in ernstige kalibratiefouten.

Experimenteer met verschillende weerstands-"netwerken" en noteer de effecten op het totale weerstandsbereik.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Werkblad Potentiometers