Электроника для начинающих (2-е издание) - Чарльз Платт

Этому есть логическое объяснение. Давным-давно многие резисторы имели допуск 20 %, и поэтому резистор с номиналом 1,0 кОм мог иметь фактическое сопротивление до 1 + 20 % = 1,2 кОм, в то время как резистор номиналом 1,5 кОм мог иметь сопротивление вплоть до 1,5 кОм – 20 % = 1,2 кОм. Поэтому было бессмысленно указывать номинал между 1 и 1,5 кОм. Аналогично, резистор 68 Ом мог иметь номинал до 68 + 20 % = 80 Ом, в то время как резистор 100 Ом мог иметь номинал вплоть до 100 – 20 % = 80 Ом. Поэтому был нецелесообразен номинал между 68 и 100.

Числа в верхней строке табл. 1.4 – это стандартные множители для резисторов. Эти значения широко распространены и сегодня, несмотря на то, что современные резисторы обладают допуском в 10 % или меньше.

Если вы возьмете все числа из первой и третьей строки табл. 1.4 (выделены полужирным шрифтом), то получите все возможные множители для резисторов с допуском 10 %. Если затем вы добавите цифры из второй и четвертой строк табл. 1.4, то получите все возможные варианты для резисторов с допуском 5 %.

Таблица 1.4

При создании устройств, описанных в данной книге, вам понадобится только шесть стандартных множителей из табл. 1.4. Это сделано специально, чтобы уменьшить требуемый набор резисторов. Если важна точность (например, в эксперименте 19, где схема определяет скорость ваших рефлексов), то подобрать сопротивление можно с помощью потенциометра. Как это сделать, я покажу уже в следующем эксперименте.

Компоненты, которые еще пригодятся

В следующем эксперименте вам снова потребуется батарея и светодиод. Резисторы тоже пригодятся в будущем.

Эксперимент 4. Переменное сопротивление

Изменять сопротивление в цепи можно с помощью потенциометра. Этот компонент поможет точно выставить силу тока. Поэкспериментировав с потенциометром вы лучше поймете взаимосвязь между напряжением и силой тока. Вы также научитесь читать технический паспорт, поставляемый производителем.

Что вам понадобится

• Батарея 9 В (1 шт.)

• Резисторы: 470 Ом (1 шт.) и 1 кОм (1 шт.)

• Стандартные светодиоды (2 шт.)

• Тестовые провода с зажимами «крокодил» на каждом конце (4 шт.)

• Потенциометр на 1 кОм, линейный (2 шт.)

• Мультиметр (1 шт.)

Как устроен потенциометр

Для начала мне хотелось бы, чтобы вы поняли, как устроен потенциометр, и самый лучший способ это сделать – разобрать его корпус. Вот почему я попросил вас подготовить два потенциометра для этого эксперимента – на тот случай, если вы не сможете снова собрать первый.

Некоторые читатели первого издания книги жаловались на то, что неразумно пытаться разобрать потенциометр, рискуя сломать его. Но почти в любом процессе обучения подразумевается расход каких-либо ресурсов, от ручек и бумаги до маркеров для доски. Если вы действительно не хотите рисковать вашим потенциометром, то можете оставить его в целости и сохранности и изучать конструкцию по приведенным далее фотографиям.

Рис. 1.44. Лапки, которые скрепляют потенциометр

Рис. 1.45. Лапки потенциометра отогнуты вверх и наружу

Рис. 1.46. Корпус потенциометра разобран (кружком выделен движок)

В большинстве потенциометров в качестве скрепляющих элементов используются металлические лапки. Вам нужно отогнуть эти лапки вверх. Первый способ это сделать – подсунуть нож и действовать им как рычагом. Второй способ – применить отвертку или какие-либо кусачки. Я не указал никаких инструментов для этого эксперимента, потому что надеюсь, что у вас в доме есть нож, отвертка или кусачки.

На рис. 1.44 три лапки обведены окружностями (четвертая лапка скрыта за осью компонента). На рис. 1.45 лапки отогнуты вверх и наружу.

После того, как вы отогнули лапки, очень аккуратно потяните за вал, придерживая корпус потенциометра другой рукой. Он должен отделиться, как показано на рис. 1.46.

Внутри корпуса вы увидите круговую дорожку. В зависимости от того, дешевый ли у вас потенциометр или же более высокого класса, дорожка может быть выполнена из проводящего пластика или из тонкого провода, намотанного в виде спирали, как показано на фотографии. В любом случае, принцип работы одинаковый. Провод или пластик обладают некоторым сопротивлением (в общей сложности 1000 Ом для потенциометра номиналом 1 кОм), по мере поворота оси движок соприкасается с резистивной частью и обеспечивает соединение любой точки и центрального вывода. На рис. 1.46 движок потенциометра обведен окружностью.

Возможно, вам удастся снова собрать потенциометр, но если это не получилось, возьмите запасной.

Исследование потенциометра

Настройте ваш мультиметр на измерение сопротивления (минимум 1 кОм на мультиметре с ручным выбором диапазона) и коснитесь щупами двух соседних контактов, как показано на рис. 1.47. Вы должны обнаружить, что при вращении вала потенциометра по часовой стрелке (если смотреть сверху) его сопротивление уменьшается почти до нуля. Когда вы вращаете вал против часовой стрелки, сопротивление увеличивается вплоть до 1 кОм. Теперь черный щуп оставьте на месте, а красным коснитесь противоположного контакта. Потенциометр будет вести себя наоборот.

Возможно, у вас появилось предположение, что центральный контакт соединен с движком внутри потенциометра, а другие два контакта подключены к концам дорожки. Ваша догадка правильна!

Если вы поменяете местами красный и черный щупы, то сопротивление между ними не изменится. Оно одинаково в обоих направлениях. В отличие от светодиода, который необходимо подключать, соблюдая полярность, потенциометр не имеет полярности.

Внимание!

Когда вы пытаетесь измерить сопротивление, не подключайте цепь к источнику питания. При измерении сопротивления мультиметр использует небольшое напряжение от внутренней батареи. Вы же не хотите, чтобы внешнее подаваемое напряжение противодействовало тому, которое поступает от мультиметра.

Рис. 1.47. Исследование поведения потенциометра

Уменьшение яркости светодиода

Теперь воспользуемся потенциометром для регулировки яркости светодиода. Соедините все в точности так, как показано на рис. 1.48. Убедитесь, что два зажима типа «крокодил» присоединены к указанным контактам. Теперь вы подключили переменное сопротивление (т. е. потенциометр) там, где в эксперименте 3 располагался обычный резистор (см. рис. 1.42).

Внимание!

Впереди эксперимент, требующий осторожности. Я много раз проводил описанный далее эксперимент без всяких происшествий, но один читатель сообщил, что его светодиод потрескался. Если вы желаете подстраховаться, можно надеть защитные очки. Обычные очки тоже подойдут.

Рис. 1.48. Регулировка яркости светодиода при помощи потенциометра

Начните с такого положения