Potentiometer vs. Rheostat: Die wichtigsten Unterschiede

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Was sind Potentiometer?

Potentiometer sind variable Widerstände mit drei Anschlüssen und einer variablen Ausgangsspannung innerhalb eines voreingestellten Bereichs. In der Elektronikindustrie werden sie allgemein als „Potis“ bezeichnet. Sie bestehen aus einem beweglichen Schleifkontakt, der entlang eines Widerstandselements gleitet, normalerweise einer Leiterbahn oder eines Leiterdrahts. Durch Schwankungen des Widerstands zwischen dem Schleifer und einem der festen Anschlüsse entsteht eine Ausgangsspannungsschwankung, die proportional zur Positionseinstellung des Schleifers ist.

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Wann wurden Potentiometer erfunden?

Anfang des 19. Jahrhunderts trugen mehrere Erfinder zur Entwicklung des Potentiometerkonzepts bei. Ein Gerät namens „Poggendorff-Kompensator“, das 1821 von Johann Christian Poggendorff erfunden wurde, nutzte das Potentiometerprinzip zur genauen Messung von Spannungen. Ein nützlicheres Potentiometer wurde später 1840 von Edward Davy entwickelt, was den Weg für seine weitverbreitete Verwendung in elektrischen Schaltkreisen ebnete.

Was ist ein Rheostat?

Rheostate sind variable Widerstände, die den Stromfluss in einem Schaltkreis steuern sollen. Sie bestehen aus einem Gleitkontakt, der entlang eines Widerstandselements, normalerweise einem Draht oder einer Spule, gleitet. Durch Verschieben der Position des Schleifers können Sie den Widerstand zwischen ihm und einem der Anschlüsse ändern, wodurch sich die Stromstärke ändert, die durch den Stromkreis fließt.

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Wann wurde der Rheostat entdeckt?

Mitte des 19. Jahrhunderts entstand das Rheostat-Konzept, das von mehreren Faktoren beeinflusst wurde. Der Begriff „Rheostat“ wurde erstmals 1845 vom berühmten Physiker James Joule verwendet, der auch zeigte, wie man damit die Geschwindigkeit eines Elektromotors regulieren kann. Ein praktischer Rheostatentwurf wurde später 1889 vom Elektroingenieur James Bradley Thomas entwickelt, der den Weg für seinen weit verbreiteten Einsatz in elektrischen Systemen ebnete.

Video zum Thema Potentiometer vs. Rheostat

Wie funktionieren Potentiometer?

Je nach Schleiferposition teilen Potentiometer die angelegte Spannung über das Widerstandselement auf. Je nach Anschluss ist die Ausgangsspannung entweder Null oder die volle Versorgungsspannung, wenn sich der Schleifer an einem Ende des Elements befindet. Eine variable Ausgangsspannung wird erzeugt, wenn sich der Schleifer zum anderen Ende hin bewegt, wodurch sich die Ausgangsspannung proportional ändert.

Wie funktionieren Rheostate?

Rheostate funktionieren, indem sie den Gesamtwiderstand des Schaltkreises anpassen. Der gesamte Widerstand ist im Schaltkreis vorhanden, wenn sich der Schleifer an einem Ende des Elements befindet. Der effektive Widerstand sinkt, wenn sich der Schleifer zum anderen Ende hin bewegt, wodurch eine größere Strommenge durch den Schaltkreis fließen kann.

Wo werden Potentiometer verwendet?

Audiogeräte: Potentiometer werden als Lautstärkeregler in Gitarren, Verstärkern und Stereoanlagen verwendet. Sie sind in einer Vielzahl von Audiogeräten zu finden. Mit ihnen können Benutzer die Amplitude des Audiosignals steuern, wodurch die Lautstärke des ausgegebenen Tons bestimmt wird.
Rückkopplungsschaltungen: Potentiometer sind wesentliche Komponenten von Rückkopplungsschaltungen in elektronischen Systemen. Potentiometer ermöglichen die Steuerung einer Reihe von Parametern, einschließlich Verstärkung, Geschwindigkeit und Temperatur, indem sie ein variables Eingangssignal liefern. Motorsteuerungssysteme, Oszillatoren und Verstärker verwenden alle Rückkopplungsschaltungen.
Positionserfassung: Um mechanische Bewegung in ein elektrisches Signal umzuwandeln, werden Potentiometer häufig in Positionserfassungsanwendungen verwendet. Potentiometer, Joysticks und Robotermanipulatoren enthalten sie alle. Eine proportionale elektrische Ausgabe wird erzeugt, wenn der Schleifer im Verhältnis zur mechanischen Verschiebung entlang des Widerstandselements positioniert wird.
Spannungsteiler: Potentiometer bieten eine variable Spannungsausgabe, indem sie in einer Vielzahl von Schaltkreisen als Spannungsteiler fungieren. Schaltkreise für Analog-Digital-Umsetzer (ADCs), Spannungsvorspannung und Sensorsignalaufbereitung nutzen alle diese Funktion.
Trimmer: Trimmer sind Potentiometer ohne Knopf und mit fester Welle. Sie werden häufig in elektronischen Schaltkreisen eingesetzt, um interne Anpassungen vorzunehmen, z. B. das Ändern von Verstärkungsfaktoren oder das Einstellen von Referenzspannungen.

Wo werden Rheostate verwendet?

Beleuchtungssysteme: Die Rotoren von Dimmerschaltern, die die Helligkeitseinstellung von Glühlampen ermöglichen, sind wesentliche Teile des Geräts. Rheostate regulieren die Helligkeit einer Lampe, indem sie den Widerstand einstellen, der wiederum den durch sie fließenden Strom steuert.
Motorsteuerungssysteme: Rheostate sind wesentliche Komponenten von Motorsteuerungskreisen in Motorsteuerungssystemen. Indem sie den an die Motorwicklungen gelieferten Strom verändern, steuern sie die Geschwindigkeit von Elektromotoren. Anwendungen wie Elektrowerkzeuge, Lüfter und Förderbänder können hiervon stark profitieren.
Industrielle Heizsysteme: Zur Regulierung der Temperatur von Heizelementen werden in industriellen Heizsystemen, zu denen Öfen, Öfen und Industrieheizungen gehören, Rheostate verwendet. Rheostate steuern die Strommenge, die durch das Heizelement fließt, indem sie den Widerstand verändern, wodurch die Temperaturausgabe modifiziert wird.
Laboranwendungen: Rheostate werden in Laborumgebungen für eine Reihe von Funktionen eingesetzt, einschließlich der Regulierung der an Testgeräte gelieferten Spannung, der Änderung der Leistungsabgabe von Heizgeräten und der Steuerung der Geschwindigkeit von Rührern.
Ladeschaltungen: Rheostate werden gelegentlich in Ladeschaltungen verwendet, um beim Laden von Batterien einen geregelten Stromfluss bereitzustellen. Dies verringert die Gefahr einer Überladung und einer Beschädigung der Batterie.

Wo befinden sich Potentiometer?

Potentiometer sind in vielen verschiedenen elektronischen Systemen und Geräten zu finden. Sie werden häufig zur Lautstärkeregelung in Audiogeräten wie Radios, Mischpulten und Verstärkern verwendet. Potentiometer werden auch in Unterhaltungselektronik, Industriemaschinen, Instrumenten und Steuerungssystemen eingesetzt. Potentiometer werden unter anderem in Leiterplatten, Bedienfeldern und als eigenständige Teile in elektronischen Geräten verwendet. Aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit und Fähigkeit zur Spannungsregulierung sind sie ein wesentlicher Bestandteil vieler elektrischer und elektronischer Systeme.

Wo befinden sich Rheostate?

Rheostate sind häufig in elektrischen Systemen zu finden, in denen eine Stromregulierung erforderlich ist. Zu ihren Anwendungsgebieten gehören Lichtsteuerungen, Heizelemente, Industrieanlagen und Motordrehzahlregelung. Rheostate sind in einer Vielzahl von Geräten zu finden, wie z. B. Ventilatoren, Industriemaschinen, Elektroherden und anderen Geräten, bei denen eine genaue Kontrolle des Stromflusses erforderlich ist. Rheostate werden häufig in Bedienfelder oder Schaltkreise dieser Systeme eingebaut, um eine einstellbare Stromregelung für die entsprechenden elektrischen Komponenten zu ermöglichen.

Was ist der Unterschied zwischen einem Potentiometer und einem Rheostat?

Merkmal	Potentiometer	Rheostat
Primäre Funktion	Spannungsteilung und Signalsteuerung	Stromregelung
Ausgang	Variable Ausgangsspannung	Variabler Strom Durchfluss
Anwendungen	Audiogeräte, Rückkopplungsschaltungen, Positionserfassung, Spannungsteiler	Beleuchtungssysteme, Motorsteuerungssysteme, industrielle Heizsysteme
Leistungshandhabung	Geringere Leistungshandhabung	Höhere Leistungshandhabung
Genauigkeit	Höhere Genauigkeit für die Spannungsregelung	Geringere Genauigkeit bei der Stromregelung
Konstruktion	Präzisionskomponenten, Widerstandsbahn oder Draht	Robuste Komponenten, Drahtspulen oder Keramikelemente

Fazit

Beide variablen Widerstände – Potentiometer und Rheostate – sind wesentliche Komponenten vieler elektronischer Schaltkreise. Ihre einzigartigen Funktionen und Anwendungen unterscheiden sie, obwohl ihre Konstruktion und ihr grundlegendes Funktionsprinzip ähnlich sind. Rheostate eignen sich hervorragend zur Steuerung des Stromflusses, während Potentiometer hervorragend zur Spannungsteilung und Signalsteuerung geeignet sind. Welche Option die beste ist, hängt von den genauen Anforderungen der Anwendung ab. Dabei werden Elemente wie Konstruktion, Genauigkeit und Leistungshandhabung berücksichtigt.