분압기

분압기
분압기
	일반적인 1회전 분압기
종류	수동
전기 기호
	(IEC 표준); (ANSI 표준)

분압기(potentiometer)는 조정 가능한 전압 나누개를 형성하는 슬라이딩 또는 회전 접점을 가진 세 단자 저항기이다.^[1] 단자 두 개만 사용하는 경우, 즉 한쪽 끝과 와이퍼만 사용하는 경우 가변 저항기 또는 레오스탯으로 작동한다.

전위차계라고 불리는 측정 기기는 기본적으로 전기 전위(전압)를 측정하는 데 사용되는 전압 나누개이며, 이 부품은 동일한 원리를 구현한 것이므로 이러한 이름이 붙었다.

분압기는 오디오 장비의 볼륨 조절과 같은 전기 장치를 제어하는 데 일반적으로 사용된다. 또한 팬의 속도 제어에도 사용된다. 메커니즘에 의해 작동되는 분압기는 예를 들어 조이스틱과 같은 위치 트랜스듀서로 사용될 수 있다. 분압기는 분압기에서 소모되는 전력이 제어되는 부하의 전력과 비슷하므로 상당한 전력(와트 이상)을 직접 제어하는 데 거의 사용되지 않는다.

명명법

특정 유형의 분압기를 설명하는 데 사용되는 전자 산업의 일부 용어는 다음과 같다.

Pot: 분압기의 약어.
Slide pot 또는 slider pot: 와이퍼를 좌우(또는 설치에 따라 상하)로 밀어서 조정하는 분압기로, 일반적으로 손가락이나 엄지손가락으로 조정한다.
thumb pot 또는 thumbwheel pot: 작은 엄지휠을 사용하여 가끔씩 조정하도록 고안된 작은 회전 분압기
trimpot 또는 trimmer pot: 전기 신호를 "미세 조정"하기 위해 일반적으로 한 번 또는 가끔씩 조정하도록 고안된 트리머 분압기

구조

분압기는 저항 요소, 요소 위를 움직이며 한 부분과 잘 전기적으로 접촉하는 슬라이딩 접점(와이퍼), 요소의 각 끝에 있는 전기 단자, 와이퍼를 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 움직이는 메커니즘, 그리고 요소와 와이퍼를 포함하는 하우징으로 구성된다.

많은 저가형 분압기는 일반적으로 한 바퀴보다 약간 작은 원형 아치 형태로 형성된 저항 요소(분해도에서 B)와 회전 시 이 요소 위를 미끄러지면서 전기적 접촉을 하는 와이퍼(C)로 구성된다. 저항 요소는 평평하거나 경사질 수 있다. 저항 요소의 각 끝은 케이스의 단자(E, G)에 연결된다. 와이퍼는 세 번째 단자(F)에 연결되며, 일반적으로 다른 두 단자 사이에 있다. 패널 분압기에서는 와이퍼가 일반적으로 세 단자 중 가운데 단자이다. 단회전 분압기의 경우 이 와이퍼는 접점 주위를 한 바퀴 미만으로 움직인다. 오염 물질이 침투할 수 있는 유일한 지점은 샤프트와 샤프트가 회전하는 하우징 사이의 좁은 공간이다.

또 다른 유형은 회전하는 대신 선형 요소를 따라 미끄러지는 와이퍼를 가진 선형 슬라이더 분압기이다. 오염 물질은 슬라이더가 움직이는 슬롯을 따라 어디든 들어갈 수 있어 효과적인 밀봉을 더 어렵게 만들고 장기적인 신뢰성을 저해할 수 있다. 슬라이더 분압기의 장점은 슬라이더 위치가 설정값을 시각적으로 나타낸다는 것이다. 회전 분압기의 설정은 노브의 표시 위치로 알 수 있지만, 슬라이더 배열은 그래픽 이퀄라이저나 오디오 믹서의 페이더처럼 설정값을 시각적으로 보여줄 수 있다.

저가형 분압기의 저항 요소는 종종 흑연으로 만들어진다. 사용되는 다른 재료로는 저항선, 플라스틱에 혼합된 탄소 입자, 서멧이라는 세라믹/금속 혼합물이 있다.

도전성 트랙 분압기는 도전성 중합체 저항 페이스트를 사용하는데, 이 페이스트는 도전성 특성을 제공하는 탄소 외에도 내마모성 수지와 중합체, 용매, 윤활제를 포함한다.

다회전 분압기는 샤프트를 회전시켜 작동하지만, 한 바퀴 미만이 아닌 여러 바퀴를 회전시킨다. 일부 다회전 분압기는 리드 나사로 움직이는 슬라이딩 접점을 가진 선형 저항 요소를 가지고 있으며, 다른 분압기는 나선형 저항 요소와 10, 20회 이상 완전히 회전하며 나선을 따라 움직이는 와이퍼를 가지고 있다. 다회전 분압기는 사용자 접근형 및 프리셋형 모두 더 미세한 조정이 가능하다. 동일한 각도로 회전하더라도 단순 회전 분압기보다 설정값이 일반적으로 10분의 1만큼만 변경된다.

스트링 분압기는 스프링에 대해 회전하는 부착된 와이어 릴로 작동되는 다회전 분압기로, 선형 위치를 가변 저항으로 변환할 수 있다.

사용자 접근형 회전 분압기에는 일반적으로 반시계 방향으로 최대한 회전했을 때 작동하는 스위치가 장착될 수 있다. 디지털 전자 장치가 일반화되기 전에는 이러한 부품이 라디오 및 텔레비전 수신기 및 기타 장비를 최소 볼륨으로 켜고 소리가 나는 클릭과 함께 볼륨을 증가시키는 데 사용되었다. 여러 저항 요소는 동일한 샤프트에 슬라이딩 접점을 사용하여 함께 묶일 수 있으며, 예를 들어 스테레오 오디오 앰프의 볼륨 조절에 사용된다. 가정용 조광기와 같은 다른 응용 분야에서는 분압기가 현재 위치에 고정되어 있는 것이 가장 만족스러운 사용 패턴이므로, 스위치는 노브를 축 방향으로 눌러서 켜고 끄는 푸시 동작으로 작동된다.

슬라이더가 회전하는 대신 선형 요소를 따라 미끄러지는 와이퍼를 갖는 선형 슬라이더 분압기도 있다. 오염은 슬라이더가 움직이는 슬롯을 따라 어디든 들어갈 수 있어 효과적인 밀봉을 더 어렵게 만들고 장기적인 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 슬라이더 분압기의 장점은 슬라이더 위치가 설정값을 시각적으로 보여준다는 것이다. 회전식 분압기의 설정값은 손잡이의 표시 위치로 알 수 있지만, 슬라이더 배열은 그래픽 이퀄라이저나 오디오 믹서의 페이더처럼 설정값을 시각적으로 보여줄 수 있다.

저렴한 분압기의 저항 요소는 종종 흑연으로 만들어진다. 사용되는 다른 재료로는 저항선, 플라스틱 내의 탄소 입자, 그리고 서멧이라고 불리는 세라믹/금속 혼합물이 있다.

전도성 트랙 분압기는 전도성 특성을 제공하는 탄소 외에도 내마모성 수지와 폴리머, 용매, 윤활제를 포함하는 전도성 폴리머 저항 페이스트를 사용한다.

다회전 분압기 또한 샤프트를 회전시켜 작동하지만, 한 바퀴 미만이 아니라 여러 바퀴를 회전시킨다. 일부 다회전 분압기는 리드 스크루로 움직이는 슬라이딩 접점이 있는 선형 저항 요소를 가지고 있으며, 다른 것들은 나선형 저항 요소와 10, 20 또는 그 이상의 완전 회전을 통해 나선을 따라 움직이는 와이퍼를 가지고 있다. 사용자가 접근할 수 있는 다회전 분압기와 미리 설정된 다회전 분압기는 더 미세한 조정을 가능하게 한다. 동일한 각도 회전은 단순한 회전식 분압기의 경우보다 보통 10분의 1만큼만 설정값을 변경한다.

스트링 분압기는 스프링에 대해 회전하는 부착된 와이어 릴에 의해 작동하는 다회전 분압기로, 선형 위치를 가변 저항으로 변환할 수 있게 한다.

사용자가 접근할 수 있는 회전식 분압기는 보통 반시계 방향 회전의 극단에서 작동하는 스위치를 장착할 수 있다. 디지털 전자 장치가 일반화되기 전에는 이러한 부품이 라디오 및 텔레비전 수신기 및 기타 장비를 최소 볼륨으로 켜고 소리를 들리게 한 다음 동일한 손잡이를 돌려 볼륨을 높이는 데 사용되었다. 예를 들어 스테레오 오디오 앰프의 볼륨 조절을 위해 여러 저항 요소를 동일한 샤프트에 슬라이딩 접점과 함께 연결할 수 있다. 가정용 조광기와 같은 다른 응용 분야에서는 현재 위치에 분압기가 설정된 상태로 유지되는 것이 가장 좋으므로, 스위치는 손잡이를 축 방향으로 눌러 번갈아 가며 켜고 끄는 푸시 동작으로 작동된다.

다른 분압기는 장비 내부에 밀봉되어 있으며 제조 또는 수리 중에 장비를 보정할 때만 조정하고 그 외에는 만지지 않도록 의도되었다. 이러한 분압기는 일반적으로 사용자가 접근할 수 있는 분압기보다 물리적으로 훨씬 작으며, 손잡이 대신 드라이버로 조작해야 할 수 있다. 이들은 일반적으로 "트리머", "트림", "프리셋 분압기"(또는 팟), 또는 일반화된 브랜드 이름인 "트림팟"이라고 불린다.

저항-위치 관계: "테이퍼"

슬라이더 위치와 저항 사이의 관계를 "테이퍼" 또는 "법칙"이라고 하는데, 이는 저항 요소의 저항 코팅 조성 또는 두께를 변경하여 제조 과정에서 제어할 수 있다. 원칙적으로 모든 테이퍼가 가능하지만, 선형과 로그 (수학)(일명 "오디오 테이퍼") 분압기 두 가지 유형이 널리 제조된다.

테이퍼 유형을 식별하기 위해 문자 코드가 사용될 수 있지만, 문자 코드 정의는 표준화되어 있지 않다. 아시아 및 미국에서 제조된 분압기는 일반적으로 로그 테이퍼에 "A", 선형 테이퍼에 "B", 드물게 볼 수 있는 역로그 테이퍼에 "C"로 표시된다. 다른 지역, 특히 유럽의 분압기는 선형 테이퍼에 "A", 로그 테이퍼에 "C" 또는 "B", 역로그 테이퍼에 "F"로 표시될 수 있다.^[2] 사용되는 코드도 제조업체마다 다르다. 비선형 테이퍼와 함께 백분율이 언급될 때, 이는 샤프트 회전 중간 지점에서의 저항 값과 관련이 있다. 따라서 10% 로그 테이퍼는 회전 중간 지점에서 총 저항의 10%를 측정한다. 즉, 10kOhm 분압기의 10% 로그 테이퍼는 중간 지점에서 1kOhm을 산출한다. 백분율이 높을수록 로그 곡선이 가파르다.^[3]

선형 테이퍼 분압기

선형 테이퍼 분압기(선형은 저항 요소의 기하학적 구조가 아닌 장치의 전기적 특성을 설명한다)는 일정한 단면적을 가진 저항 요소를 가지므로, 접점(와이퍼)과 한쪽 끝 단자 사이의 저항이 그들 사이의 거리에 비례하는 장치가 된다. 선형 테이퍼 분압기^[4]는 분압기의 분할 비율이 샤프트 회전 각도(또는 슬라이더 위치)에 비례해야 할 때 사용된다. 예를 들어, 아날로그 오실로스코프에서 디스플레이의 중심을 조정하는 데 사용되는 제어 장치가 이에 해당한다. 정밀 분압기는 저항과 슬라이더 위치 사이에 정확한 관계를 갖는다.

로그 분압기

로그 테이퍼 분압기는 저항 요소에 바이어스가 내장된 분압기로, 분압기의 중앙 위치가 분압기 전체 값의 절반이 아님을 의미한다. 저항 요소는 로그 테이퍼, 즉 수학적 지수 또는 "제곱" 프로파일을 따르도록 설계되었다. 로그 테이퍼 분압기는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 "점점 가늘어지는" 저항 요소를 사용하거나, 저항률이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 변하는 재료로 만들어진다. 그 결과 출력 전압이 슬라이더 위치의 로그 함수인 장치가 된다.

대부분의 (저렴한) "로그" 분압기는 정확히 로그 함수를 따르지 않지만, 로그 법칙을 근사화하기 위해 두 가지 다른 저항(그러나 일정한 저항률) 영역을 사용한다. 두 저항 트랙은 분압기 회전의 약 50% 지점에서 겹친다. 이것은 단계적인 로그 테이퍼를 제공한다.^[5] 로그 분압기는 선형 분압기와 외부 저항으로도 시뮬레이션할 수 있다. 진정한 로그 분압기는 훨씬 더 비싸다.

로그 테이퍼 분압기는 오디오 시스템의 볼륨 또는 신호 레벨에 자주 사용된다. 이는 베버-페히너의 법칙에 따라 인간의 오디오 볼륨 인식이 로그 함수이기 때문이다.

비접촉식 분압기

기계식 분압기와 달리 비접촉식 분압기는 광학 디스크를 사용하여 적외선 센서를 트리거하거나 자석을 사용하여 자기 센서를 트리거한다(다른 유형의 센서, 예를 들어 용량성 센서가 있는 한 다른 유형의 비접촉식 분압기도 아마 제작될 수 있다). 그리고 나서 전자 회로가 신호 처리를 수행하여 아날로그 또는 디지털 출력을 제공한다.

비접촉식 분압기의 예는 AS5600 집적 회로에서 찾을 수 있다. 그러나 절대 인코더도 유사한 원리를 사용해야 하지만, 산업용이므로 가정용 기기에는 비용이 실현 불가능할 것이다.

가변 저항기

회로의 저항을 연속적으로 변경하는 가장 일반적인 방법은 가변 저항기를 사용하는 것이다.^[6] 저항의 변화 때문에 회로의 전류 크기를 조절하는 데에도 사용할 수 있다. 가변 저항기(rheostat)라는 단어는 1843년 찰스 휘트스톤 경이 만들었으며,^[7] 그리스어 ῥέος rheos(흐름)와 -στάτης -states(ἱστάναι histanai, "설정하다, 서게 하다"에서 유래) (설정자, 조절 장치)에서 유래한 두 단자 가변 저항기이다.^[8]^[9]^[10] 낮은 전력 애플리케이션(약 1와트 미만)의 경우, 세 단자 분압기가 종종 사용되며, 한 단자는 연결되지 않거나 와이퍼에 연결된다.

가변 저항기가 더 높은 전력(약 1와트 이상)으로 정격화되어야 하는 경우, 반원형 절연체 주위에 저항선이 감겨 있고 와이퍼가 한 와이어 회전에서 다음 와이어 회전으로 미끄러지는 방식으로 제작될 수 있다. 때로는 내열성 실린더에 저항선을 감아 가변 저항기를 만들고, 슬라이더는 저항선 코일의 작은 부분을 가볍게 잡는 여러 개의 금속 손가락으로 구성된다. "손가락"은 슬라이딩 손잡이로 저항선 코일을 따라 이동하여 "탭" 지점을 변경할 수 있다. 수천 와트까지의 정격으로 만들어진 권선형 가변 저항기는 DC 모터 구동 장치, 전기 용접 제어 장치 또는 발전기 제어 장치와 같은 응용 분야에 사용된다. 가변 저항기의 정격은 전체 저항 값과 함께 주어지며, 허용되는 전력 소모는 회로 내 전체 장치 저항의 비율에 비례한다. 탄소 더미 가변 저항기는 자동차 배터리 및 전원 공급 장치 테스트용 로드 뱅크로 사용된다.

금속 및 나무 실린더를 사용한 찰스 휘트스톤의 1843년 가변 저항기
움직이는 털을 가진 찰스 휘트스톤의 1843년 가변 저항기
가변 저항기의 전기 기호
트리머 가변 저항기의 전기 기호
고전력 권선형 분압기

디지털 분압기

디지털 분압기(종종 디지팟이라고 불림)는 아날로그 분압기의 기능을 모방하는 전자 부품이다. 디지털 입력 신호를 통해 두 단자 사이의 저항을 아날로그 분압기처럼 조정할 수 있다. 두 가지 주요 기능 유형이 있다. 전원이 제거되면 설정된 위치를 잃고 일반적으로 최소 위치에서 초기화되도록 설계된 휘발성 유형과, 플래시 메모리 또는 EEPROM과 유사한 저장 메커니즘을 사용하여 설정된 위치를 유지하는 비휘발성 유형이 있다.

디지털 분압기의 사용은 단순한 기계식 분압기보다 훨씬 복잡하며, 준수해야 할 많은 제한 사항이 있다. 그럼에도 불구하고, 특히 기계식 분압기의 제한 사항이 문제가 되는 경우, 장비의 공장 조정 및 보정을 위해 널리 사용된다. 디지털 분압기는 일반적으로 다른 반도체 소자와 마찬가지로 중간 정도의 장기적인 기계적 진동이나 환경 오염의 영향에 면역성이 있으며, 다양한 수단을 통해 프로그래밍 입력에 대한 접근을 보호함으로써 무단 조작에 대해 전자적으로 보안을 유지할 수 있다.

마이크로프로세서, FPGA 또는 설정값을 저장하고 장비 전원이 켜질 때마다 "분압기"로 다시 로드할 수 있는 기타 기능 논리를 갖춘 장비에서는 DAC를 디지털 분압기 대신 사용할 수 있으며, 이는 더 높은 설정 해상도, 온도에 따른 드리프트 감소 및 더 많은 작동 유연성을 제공할 수 있다.

멤브레인 분압기

멤브레인 분압기는 슬라이딩 요소에 의해 변형되어 저항 전압 분배기와 접촉하는 전도성 멤브레인을 사용한다. 선형성은 재료, 설계 및 제조 공정에 따라 0.50%에서 5%까지 다양할 수 있다. 반복 정확도는 일반적으로 0.1mm에서 1.0mm 사이이며 이론적으로는 무한한 해상도를 갖는다. 이러한 유형의 분압기의 수명은 제조에 사용되는 재료 및 작동 방법에 따라 일반적으로 1백만에서 2천만 사이클이다. 접촉식 및 비접촉식(자기) 방법 모두 위치 감지에 사용할 수 있다. PET, FR4, 캡톤과 같은 다양한 재료 변형이 가능하다. 멤브레인 분압기 제조업체는 선형, 회전식 및 응용 분야별 변형을 제공한다. 선형 버전은 길이가 9mm에서 1000mm까지 다양하며 회전식 버전은 직경이 20mm에서 450mm까지 다양하며, 각 버전의 높이는 0.5mm이다. 멤브레인 분압기는 위치 감지에 사용될 수 있다.^[11]

저항 기술을 사용하는 터치스크린 장치의 경우, 2차원 멤브레인 분압기는 x 및 y 좌표를 제공한다. 상단 레이어는 이웃한 내부 레이어와 가깝게 이격된 얇은 유리로 되어 있다. 상단 레이어의 밑면에는 투명한 전도성 코팅이 되어 있고, 그 아래 레이어의 표면에는 투명한 저항성 코팅이 되어 있다. 손가락이나 스타일러스가 유리를 변형시켜 아래 레이어와 접촉하게 한다. 저항성 레이어의 가장자리에는 전도성 접점이 있다. 접점 위치를 찾는 것은 반대쪽 가장자리에 전압을 인가하고 다른 두 가장자리는 일시적으로 연결하지 않음으로써 이루어진다. 상단 레이어의 전압은 한 좌표를 제공한다. 그 두 가장자리의 연결을 끊고, 이전에 연결되지 않았던 다른 두 가장자리에 전압을 인가하면 다른 좌표가 제공된다. 가장자리 쌍 사이를 빠르게 번갈아 가며 전환하면 빈번한 위치 업데이트가 제공된다. 아날로그-디지털 변환회로는 출력 데이터를 제공한다.

이러한 센서의 장점은 센서에 단 5개의 연결만 필요하며, 관련 전자 장치가 비교적 간단하다는 것이다. 또 다른 장점은 작은 영역에 상단 레이어를 누르는 모든 재료가 잘 작동한다는 것이다. 단점은 접촉을 위해 충분한 힘이 가해져야 한다는 것이다. 또 다른 단점은 센서가 터치 위치를 기본 디스플레이와 일치시키기 위해 가끔 보정이 필요하다는 것이다. (용량성 센서는 보정이나 접촉력이 필요 없으며, 손가락이나 다른 전도성 물체의 근접성만 필요하다. 그러나 훨씬 더 복잡하다.)

응용 분야

분압기는 상당한 양의 전력(약 1와트 이상)을 직접 제어하는 데 거의 사용되지 않는다. 대신 아날로그 신호의 레벨(예: 오디오 장비의 음량 조절)을 조정하고 전자 회로의 제어 입력으로 사용된다. 예를 들어, 조광기는 분압기를 사용하여 사이리스터의 스위칭을 제어하고 간접적으로 램프의 밝기를 제어한다.

프리셋 분압기는 제조 또는 서비스 중에 조정이 필요한 모든 전자 장치에서 널리 사용된다.

사용자가 작동하는 분압기는 사용자 제어 장치로 널리 사용되며, 매우 다양한 장비 기능을 제어할 수 있다. 1990년대에는 로터리 인크리멘털 엔코더, 상/하 버튼 및 기타 디지털 제어 장치가 더 일반화되면서 소비자 전자 제품에서 분압기의 광범위한 사용이 줄어들었다. 그러나 볼륨 컨트롤 및 위치 센서와 같은 많은 응용 분야에서 여전히 사용되고 있다.

오디오 제어

슬라이드 및 로터리 방식의 저전력 분압기는 오디오 장비를 제어하여 음량, 주파수 감쇠 및 오디오 신호의 기타 특성을 변경하는 데 사용된다.

저항, 테이퍼 또는 로그(log) 형태의 "곡선"(또는 법칙)을 갖는 분압기인 '로그 팟'은 인간의 귀의 진폭 반응이 대략 로그 함수를 따르기 때문에 "오디오 테이퍼 팟"이라고도 불리는 앰프 (음향기기)의 볼륨 제어 장치로 사용된다. 예를 들어 0에서 10까지 표시된 볼륨 제어 장치에서 설정값 5는 주관적으로 설정값 10의 절반 정도의 소리로 들리도록 보장한다. 또한 역로그 팟 또는 역오디오 테이퍼도 있는데, 이는 단순히 로그 분압기의 반대이다. 이는 오디오 밸런스 제어와 같이 로그 분압기와 함께 갱 방식으로 거의 항상 사용된다.

필터 네트워크와 함께 사용되는 분압기는 음조 제어 회로 또는 이퀄라이저 역할을 한다.

오디오 시스템에서 "선형"이라는 단어는 물리적 슬라이딩 모션의 직선적인 특성 때문에 슬라이드 분압기를 설명하는 데 혼란스럽게 사용되기도 한다. "선형"이라는 단어는 슬라이드 또는 로터리 유형에 관계없이 분압기에 적용될 때 분압기의 위치와 분압기의 탭(와이퍼 또는 전기 출력) 핀의 측정 값 사이의 선형 관계를 설명한다.

텔레비전

분압기는 이전에는 화면 밝기, 명암 및 색상 반응을 제어하는 데 사용되었다. 분압기는 종종 "수직 홀드"를 조정하는 데 사용되었는데, 이는 수신기 내부 스윕 회로(때로는 멀티바이브레이터)와 수신된 영상 신호 간의 동기화에 영향을 미쳤으며, 오디오-비디오 캐리어 오프셋, 튜닝 주파수(푸시 버튼 세트의 경우) 등과 같은 다른 사항에도 영향을 미쳤다. 또한 파동의 주파수 변조에도 도움이 된다.

모션 제어

분압기는 서보 기구와 같은 폐쇄 루프 제어를 생성하기 위한 위치 피드백 장치로 사용될 수 있다. 이 모션 제어 방법은 각도 또는 변위를 측정하는 가장 간단한 방법이다.

트랜스듀서

분압기는 구조가 간단하고 큰 출력 신호를 줄 수 있기 때문에 변위 트랜스듀서의 일부로도 매우 널리 사용된다.

계산

아날로그 컴퓨터에서 고정밀 분압기는 원하는 상수 인자로 중간 결과를 스케일링하거나 계산의 초기 조건을 설정하는 데 사용된다. 모터 구동 분압기는 비선형 저항 카드를 사용하여 삼각 함수에 대한 근사치를 제공하는 함수 발생기로 사용될 수 있다. 예를 들어, 샤프트 회전은 각도를 나타낼 수 있으며, 전압 분할 비율은 각도의 코사인에 비례하도록 만들 수 있다.

작동 이론

분압기는 전압 나누개로 사용되어 분압기의 양 끝단에 인가된 고정 입력 전압으로부터 슬라이더(와이퍼)에서 수동으로 조정 가능한 출력 전압을 얻을 수 있다. 이것이 가장 일반적인 용도이다.

R_L 양단의 전압은 다음으로 계산할 수 있다. $V_{\mathrm {L} }={R_{2}R_{\mathrm {L} } \over R_{1}R_{\mathrm {L} }+R_{2}R_{\mathrm {L} }+R_{1}R_{2}}\cdot V_{s}.$

만약 R_L이 다른 저항들(예: 연산 증폭기의 입력)에 비해 크다면, 출력 전압은 더 간단한 방정식으로 근사화할 수 있다. $V_{\mathrm {L} }={R_{2} \over R_{1}+R_{2}}\cdot V_{s}.$ (양변을 R_L로 나누고 R_L을 분모로 갖는 항을 소거한다.)

예를 들어, $V_{\mathrm {S} }=10\ \mathrm {V}$ , $R_{1}=1\ \mathrm {k\Omega }$ , $R_{2}=2\ \mathrm {k\Omega }$ , $R_{\mathrm {L} }=100\ \mathrm {k\Omega } .$ 이라고 가정해 보자.

부하 저항이 다른 저항에 비해 크기 때문에 출력 전압 V_L은 대략 다음과 같을 것이다. ${2\ \mathrm {k\Omega } \over 1\ \mathrm {k\Omega } +2\ \mathrm {k\Omega } }\cdot 10\ \mathrm {V} ={2 \over 3}\cdot 10\ \mathrm {V} \approx 6.667\ \mathrm {V} .$

그러나 부하 저항 때문에 실제로는 약간 더 낮을 것이다. ≈ 6.623 V.

소스와 직렬로 연결된 가변 저항기에 비해 전압 분배기의 장점 중 하나는 가변 저항기는 항상 전류가 흐르는 최대 저항을 갖는 반면, 분배기는 와이퍼가 분압기의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 움직일 때 출력 전압을 최대(V_S)에서 접지 (전기)(0볼트)까지 변화시킬 수 있다는 것이다. 그러나 항상 소량의 접촉 저항이 존재한다.

또한, 부하 저항은 종종 알려져 있지 않으므로 단순히 가변 저항기를 부하와 직렬로 연결하면 부하에 따라 무시할 수 있는 효과를 갖거나 과도한 효과를 가질 수 있다.

고장

노화는 저항 트랙과 와이퍼가 회전할 때 간헐적인 접촉을 유발할 수 있다. 볼륨 조절에 사용될 때 이는 지직거리는 소리를 발생시킨다.^[12]

같이 보기

각주

↑ 《The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms (IEEE 100)》 seven판. Piscataway, New Jersey: IEEE Press. 2000. ISBN 0-7381-2601-2.
↑ “Resistor Guide”. 2018년 1월 3일에 확인함.
↑ Elliot, Rod. “Beginners' Guide to Potentiometers”. Elliott Sound Products. 2019년 4월 23일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2012년 6월 7일에 확인함.
↑ Peterson, Phillip. “Linear Type Precision Potentiometer Diagram” (PDF). 《Precision Sensors》. Betatronix. 2015년 9월 29일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2015년 4월 29일에 확인함.
↑ “Potentiometer taper”. the Resistor Guide. 2012년 11월 19일에 확인함.
↑ Jhakki, Akki (2020). 《Concise Physics Class IX (ICSE)》. New Delhi: Selina Publishers Pvt. Ltd. 189쪽. ISBN 9789388594387.
↑ Wheatstone, Charles (1843). 《An account of several new Instruments and processes for determining the constants of a voltaic circuit》. 《Philosophical Transactions of the Royal Society of London》 133. 303–327쪽. From p. 309: "As the principal use of this instrument is to adjust or regulate the circuit so that any constant degree of force may be obtained, I have called it a Rheostat."
↑ Brian Bowers (ed.), Sir Charles Wheatstone FRS: 1802-1875, IET, 2001 ISBN 0-85296-103-0 pp.104-105
↑ 〈stat〉 온라인판. 《옥스퍼드 영어사전》. 옥스퍼드 대학교 출판부. (구독 또는 참여 기관 회원가입 필요)
↑ ῥέος, ἱστάναι. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
↑ Membrane Potentiometer White Paper
↑
〈3.1.5.5 General characteristics of variable resistors, RJR and RTR〉 B판 (영어). 《MIL-HDBK-978B - NASA Parts Application Handbook》 (PDF). 미국 항공 우주국. 1988년 3월 1일. 3-11 (PDF 157/1224)쪽. 2024년 5월 27일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. (Description page: NASA Electronic Parts and Packaging Program)
- p3-4 (PDF 150/1224): 3.1. Resistors, general – Noise
- p3-5 (PDF 151/1224): 3.1.3.2 Resistors, variable – Noise
- p3-11 (PDF 157/1224): 3.1.5.5 General characteristics of variable resistors, RJR and RTR
- p3-61 (PDF 207/1224): 3.9 Resistors, variable wirewound (lead screw actuated) – 3.9.7.4 Failure mechanisms

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The Potentiometer Handbook; 1ed; Carl Todd; McGraw-Hill; 300 pages; 1975; ISBN 978-0070066908. (download)
Potentiometer caution (Problems); Alpsalpine talks about some care with pots. (download)
Contactless potentiometer; The AS5600 is an easy to program magnetic rotary position sensor with a high-resolution 12-bit analog or PWM output. This contactless system measures the absolute angle of a diametric magnetized on-axis magnet. This AS5600 is designed for contactless potentiometer applications; (AS5600)

외부 링크

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