اقرأ في هذا المقال
- ما هي المقاومة المتغيرة؟
- أنواع المقاومات المتغيرة
- استخدامات المقاومات المتغيرة
- تطبيقات المقاومات المتغيرة
ما هي المقاومة المتغيرة؟
المقاومة المتغيرة هي المقاومة التي يمكن تعديل قيمة المقاومة الكهربائية لها، المقاومة المتغيرة هي في جوهرها محول طاقة ميكانيكي كهربائي ويعمل عادةً عن طريق تحريك واحتكاك “ماسحة” (wiper) فوق عنصر المقاومة، عندما يتم استخدام المقاومة المتغيرة كمقسم جهد باستخدام (3) أطراف فإنّها تسمّى “مقياس الجهد” (potentiometer).
عندما يتم استخدام طرفين فقط، فإنّها تعمل كمقاومة متغيرة وتسمّى المقاومة المتغيرة (rheostat)، توجد مقاومات متغيرة يتم التحكم فيها إلكترونيًا، والتي يمكن التحكم فيها إلكترونيًا بدلاً من العمل الميكانيكي، تسمّى هذه المقاومات “مقاييس الجهد الرقمية” (digital potentiometers).
تعريف المقاومة المتغيرة:
“هي المقاومة التي يمكن تعديل قيمة مقاومتها الأومية، إمّا ميكانيكيًا “مقياس جهد، مقاومة متغيرة” (potentiometer, rheostat)،أو إلكترونيًا “مقياس جهد رقمي” (digital potentiometer)”.
أنواع المقاومات المتغيرة:
مقياس فرق الجهد – Potentiometer:
مقياس الجهد هو عبارة عن مقاومة متغيرة قابلة للتعديل يدويًا مع (3) أطراف، يتم توصيل الطرفين الجانبيين بكلا طرفي عنصر المقاومة، ويتصل الطرف الثالث بأداة لإحداث التلامس منزلقة، تسمّى “ماسحة”، تتحرك فوق عنصر المقاومة، يحدد موضع الماسحة جهد الخرج لمقياس الجهد، يعمل مقياس الجهد بشكل أساسي كمقسم جهد متغير، يمكن رؤية عنصر المقاومة كمقاومين متسلسلين “مقاومة مقياس الجهد”، حيث يحدد موضع الماسحة نسبة المقاومة للمقاومة الأولى إلى المقاومة الثانية.
يُعرف مقياس الجهد أيضًا باسم مقياس الجهد أو (pot)، الشكل الأكثر شيوعًا لمقياس الجهد هو مقياس الجهد الدوراني المفرد، غالبًا ما يستخدم هذا النوع من القدر في التحكم في مستوى الصوت “الاستدقاق اللوغاريتمي” بالإضافة إلى العديد من التطبيقات الأخرى، تُستخدم مواد مختلفة لبناء مقاييس فرق الجهد، بما في ذلك تكوين الكربون، أو سيرميت، أو ملف سلكي، أو بلاستيك موصل أو فيلم معدني.
المقاومة المتغيرة – Rheostat:
المقاومة المتغيرة (rheostat) هي مقاومة متغيرة تستخدم للتحكم في التيار، إنها قادرة على تغيير المقاومة في دائرة دون انقطاع، البناء مشابه جدًا لبناء مقاييس فرق الجهد، إنّها تستخدم وصلتين فقط، حتى في حالة وجود (3) أطراف “كما في مقياس الجهد”، يتم إجراء الاتصال الأول بأحد طرفي عنصر المقاومة والاتصال الآخر بالماسحة “أداة لإحداث التلامس المنزلقة”، على عكس مقاييس الجهد، يجب أن تحمل هذه المقاومات المتغيرة تيارًا كبيرًا، لذلك يتم تصنيعها في الغالب كمقاومات سلكية، يتم لف سلك مقاومة حول قلب خزفي عازل وتنزلق الماسحة فوق اللفات.
غالبًا ما تستخدم هذه المقاومات المتغيرة كأجهزة للتحكم في الطاقة، على سبيل المثال للتحكم في شدة الضوء “تقليل الضوء الساطع” (dimmer)، وسرعة المحركات والسّخانات والأفران، في الوقت الحاضر لم يعد يتم استخدامها لهذه الوظيفة بعد الآن، هذا بسبب كفاءتها المنخفضة نسبيًا.
في تطبيقات التحكم في الطاقة يتم استبدالها بعملية تبديل الإلكترونيات (switching electronics)، كمقاومة متغيرة، غالبًا ما تستخدم للضبط والمعايرة في الدوائر، في هذه الحالات، يتم ضبطها فقط أثناء التصنيع أو ضبط الدائرة “المقاومة المضبوطة مسبقًا”، في مثل هذه الحالات، غالبًا ما تستخدم القواطع السلكية كمقاومة متغيرة، ولكن توجد أيضًا مقاومات محددة مسبقًا للطرفين.
المقاومة الرقمية – Digital resistor:
مقياس الجهد الرقمي “المعروف أيضًا باسم المقاومة الرقمية” له نفس وظيفة مقياس الجهد العادي ولكن بدلاً من العمل الميكانيكي، فإنّه يستخدم إشارات ومفاتيح رقمية، يتم ذلك عن طريق استخدام “سلم المقاومة” (resistor ladder)، وهو عبارة عن سلسلة من المقاومات الصغيرة متصلة في سلسلة “على التوالي“.
في كل خطوة من السلم، يوجد مفتاح إلكتروني، يتم إغلاق مفتاح واحد فقط في نفس الوقت، وبهذه الطريقة يحدد المفتاح المغلق موضع “الماسحة” ونسبة المقاومة، يحدد مقدار الخطوات في السلم دقة الوعاء الرقمي، يمكن التحكم في المقاومات الرقمية باستخدام إشارات بسيطة لأعلى / لأسفل أو عن طريق البروتوكولات التسلسلية مثل (I²C) أو (SPI).
استخدامات المقاومات المتغيرة:
يمكن استخدام المقاومة المتغيرة في الغالب بطريقتين مختلفتين، عندما يكون أحد طرفي مسار المقاومة ومحطة الماسحات متصلاً بالدائرة، عندئذٍ يمر التيار عبر حدود المقاومة وفقًا لموضع ملامسة الماسحات على مسار المقاومة، عندما ينزلق ملامس الماسحات بعيدًا عن الطرف المتصل بمسار المقاومة، تزداد القيمة المقاومة للمقاومة وينخفض التيار عبر الدائرة، ممّا يعني أنّ المقاومة تتصرف مثل مقاومة متغيرة.
استخدام آخر كمقياس جهد، في هذه الحالة، يتم توصيل طرفي مسار المقاومة بمصدر جهد، ومن ثمّ، فإنّ انخفاض الجهد عبر مسار المقاومة يساوي قيمة مصادر الجهد، الآن يتم توصيل دائرة الإخراج أو التحميل عبر أحد طرفي مسار المقاومة ومحطة الماسح، ومن ثمّ، فإنّ الجهد عبر أطراف التحميل هو جزء جهد المصدر ويعتمد على موضع أطراف الماسحات على مسار المقاومة، هذا هو تطبيق آخر يستخدم على نطاق واسع للمقاومات المتغيرة، تُستخدم مقاييس الجهد للتحكم في الفولتية، في حين تستخدم مقاييس متغيرة للتحكم في التيارات الكهربائية.
تطبيقات المقاومات المتغيرة:
يمكن العثور على المقاومات المتغيرة في:
- التحكم بالصوت (Audio control).
- التلفاز (Television).
- التحكم في الحركة (Motion control).
- محولات الطاقة (Transducers).
- الحساب (Computation).
- الأجهزة الكهربائية المنزلية (Home Electrical Appliances).
- المذبذبات (Oscillators).
