Was ist ein variabler Widerstand?
Ein variabler Widerstand ist ein Widerstand, dessen Widerstandswert frei variiert werden kann.
Er besteht im Allgemeinen aus einem Widerstandselement und einem Gleitelement, das sich über die Oberfläche des Widerstandselements bewegt, wobei sich der Widerstandswert ändert, wenn die Position des Gleitelements verändert wird. Mit anderen Worten: Der Widerstandswert wird durch die Position des Gleitelements bestimmt.
Variable Widerstände werden manchmal auch als Potentiometer bezeichnet.
Anwendungen von variablen Widerständen
Variable Widerstände werden in einer Vielzahl von elektronischen Geräten verwendet. Ein typisches Beispiel ist der Lautstärkeregelungsmechanismus in Audiogeräten. Dieser ist als so genannte Lautstärke bekannt.
Variable Widerstände werden auch bei der Steuerung von Spielautomaten, bei der Helligkeitsregelung in Beleuchtungsanlagen und bei der Positionserfassung eingesetzt. Wenn beispielsweise ein variabler Widerstand so ausgelegt ist, dass er sich synchron mit den Scheibenwischern eines Autos bewegt, ändert sich der Widerstandswert entsprechend der Position der Scheibenwischer. Dies kann genutzt werden, um die Position der Scheibenwischer zu erkennen, indem der Widerstandswert des variablen Widerstands bei der Steuerung der Bewegung der Scheibenwischer überwacht wird.
Aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten werden diese Bauteile nicht nur in elektronischen Geräten, sondern auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen wie Schiffsausrüstung, medizinischen Geräten, Baumaschinen und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Zu den variablen Widerständen gehören solche, deren Widerstandswert durch Drehen einer Welle verändert wird und solche, deren Widerstandswert durch Schieben eines Knopfes verändert wird.
Funktionsweise der variablen Widerstände
Ein variabler Widerstand besteht aus drei Elektroden, die an beiden Enden eines Widerstandselements mit konstantem Widerstandswert angeschlossen sind und einem Gleitelement, das sich auf dem Widerstandselement bewegt, wobei sich der Widerstandswert zwischen den Elektroden auf einer Seite des Widerstandselements und den Elektroden des Gleitelements mit der Bewegung des Gleitelements ändert. Wenn eine Spannung zwischen den beiden Anschlüssen des Widerstandselements des variablen Widerstands angelegt wird, erhält man an den Anschlüssen des Gleitelements eine durch die Spannung geteilte Spannung.
Mit anderen Worten, wenn eine Signalspannung an beide Enden des Widerstandselements angelegt wird, wird die Signalspannung zwischen einem der Referenzanschlüsse und dem Anschluss des Gleitelements durch die Position des Gleitelements bestimmt. Daher kann die Höhe der Signalspannung durch Bewegen des Gleitelements frei gesteuert werden.
Legt man an beide Enden des Widerstandselements eine konstante Spannung an und misst die Spannung zwischen dem Referenzanschluss auf einer Seite und dem Anschluss des Gleitelements, so erhält man die der Position des Gleitelements entsprechende Spannung. Aus dieser Spannung lässt sich die Position des Gleitelements bestimmen, so dass es als Wegsensor verwendet werden kann.
Arten von variablen Widerständen
1. Einteilung nach der Bewegung der Drehwelle
Linearer Typ
Der lineare Typ ist ein Typ mit einem Schiebeknopf. In Mutationssensoranwendungen wird er zur Erfassung von Positionen auf einer geraden Linie verwendet.
Rotierender Typ
Beim Rotationstyp wird eine Drehwelle gedreht. In Mutationssensoranwendungen wird er zur Erfassung des Drehwinkels verwendet.
Multi-Turn-Typ
Um den Widerstandswert mit hoher Präzision ändern zu können, gibt es auch einen variablen Widerstand, der als Multi-Turn-Typ bekannt ist. Diese verwenden Zahnräder, um die Bewegung der rotierenden Welle zu verlangsamen und so eine feinfühlige Einstellung des Widerstands zu ermöglichen.
2. Klassifizierung nach Merkmalen der Widerstandswertänderung
Der Widerstandswert eines variablen Widerstands gibt den Widerstandswert zwischen den Anschlüssen an beiden Enden des Widerstandselements an und im Allgemeinen werden häufig solche im Bereich von 100 Ω bis 1 MΩ verwendet. Bei drehbaren variablen Widerständen kann die Änderung des Widerstandswerts mit dem Drehwinkel des Gleitelements in B-Typ (linear), A-Typ (logarithmische Kurve) und C-Typ (inverse logarithmische Kurve) unterteilt werden.
Variable Widerstände mit A-Kurven-Charakteristik
Variable Widerstände werden hauptsächlich für die Lautstärkeregelung von Audiogeräten verwendet. Das menschliche Gehör ist nicht proportional zur Größe des elektrischen Signals, sondern zu dessen Logarithmus, so dass bei A-Kurven-Charakteristiken die Lautstärkeänderung linear wahrgenommen wird.
Variable Widerstände mit B-Kurven-Charakteristik
Sie werden zum Einstellen von elektronischen Schaltungen, Mutationssensoren usw. verwendet.
Variable Widerstände mit C-Kurven-Charakteristik
Diese Kurve hat die entgegengesetzten Eigenschaften der A-Kurve und ist auf spezielle Anwendungen beschränkt. Beispiele für die Verwendung sind die Tonqualität und die Einstellung von Effektoren.
Weitere Informationen zu variablen Widerständen
Digitale variable Widerstände
Digitale variable Widerstände sind elektronische Bauteile, deren Widerstandswert von einem Steuergerät wie einem PC usw. verändert werden kann.
Da keine Gleitelemente vorhanden sind, gibt es keinen Verschleiß und es kann auf stabile Weise ein sehr genauer Widerstandswert erzielt werden. Es gibt auch keine Geräusche, die durch das Gleitelement erzeugt werden. Außerdem haben sie im Allgemeinen eine lange Lebensdauer und eine hohe Leistung.