Potensiometer sebagai Rheostat

Tujuan Pembelajaran

• Penggunaan reostat
• Mengkabelkan potensiometer sebagai rheostat
• Kontrol kecepatan motor sederhana
• Penggunaan voltmeter di atas ammeter untuk memverifikasi rangkaian kontinu

Suku Cadang dan Bahan

• Baterai 6 volt
• Potensiometer, satu putaran, 5 kΩ, lancip linier (katalog Radio Shack # 271-1714)
• Motor kecil “hobi”, tipe magnet permanen (Katalog Radio Shack #273-223 atau yang setara)

Untuk percobaan ini, Anda memerlukan potensiometer yang relatif rendah, tentu saja tidak lebih dari 5 kΩ.

Referensi Silang

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 2:“Hukum Ohm”

Diagram Skema

Ilustrasi Pengkabelan untuk Menggunakan Potensiometer sebagai Rheostat

Petunjuk untuk Pengkabelan Potensiometer

Potensiometer menemukan aplikasinya yang paling canggih sebagai pembagi tegangan, di mana posisi poros menentukan rasio pembagian tegangan tertentu.

Namun, ada aplikasi di mana kita tidak memerlukan pembagi tegangan variabel, tetapi hanya resistor variabel:perangkat dua terminal.

Secara teknis, resistor variabel dikenal sebagai rheostat , tetapi potensiometer dapat dibuat berfungsi sebagai rheostat dengan cukup mudah.

Dalam konfigurasi yang paling sederhana, potensiometer dapat digunakan sebagai rheostat hanya dengan menggunakan terminal wiper dan salah satu terminal lainnya, terminal ketiga dibiarkan tidak terhubung dan tidak digunakan:

Memindahkan kontrol potensiometer ke arah yang membawa wiper paling dekat ke terminal bekas lainnya menghasilkan resistansi yang lebih rendah.

Arah gerakan yang diperlukan untuk menambah atau mengurangi hambatan dapat diubah dengan menggunakan rangkaian terminal yang berbeda:

Namun, berhati-hatilah agar Anda tidak menggunakan dua terminal luar, karena hal ini akan mengakibatkan tidak ada perubahan pada tahanan saat poros potensiometer diputar.

Dengan kata lain, itu tidak akan lagi berfungsi sebagai variabel resistensi:

Bangun sirkuit seperti yang ditunjukkan pada skema dan ilustrasi, hanya menggunakan dua terminal pada potensiometer, dan lihat bagaimana kecepatan motor dapat dikontrol dengan menyesuaikan posisi poros.

Percobaan dengan koneksi terminal yang berbeda pada potensiometer, perhatikan perubahan dalam kontrol kecepatan motor.

Jika potensiometer Anda memiliki resistansi tinggi (seperti yang diukur antara dua terminal luar), motor mungkin tidak bergerak sama sekali sampai wiper dibawa sangat dekat ke terminal luar yang terhubung.

Seperti yang Anda lihat, kecepatan motor dapat dibuat variabel menggunakan rheostat yang terhubung seri untuk mengubah resistansi rangkaian total dan membatasi arus total.

Metode kontrol kecepatan motor yang sederhana ini, bagaimanapun, tidak efisien, karena menghasilkan sejumlah besar daya yang terbuang (terbuang) oleh rheostat.

Cara kontrol motor yang jauh lebih efisien bergantung pada "denyut" daya yang cepat ke motor, menggunakan perangkat switching kecepatan tinggi seperti transistor .

Metode kontrol daya yang serupa digunakan pada sakelar “peredup” lampu rumah tangga.

Sayangnya, teknik ini terlalu canggih untuk dijelajahi pada titik ini dalam eksperimen.

Ketika potensiometer digunakan sebagai rheostat, terminal "tidak terpakai" sering dihubungkan ke terminal wiper, seperti ini:

Pada awalnya, ini tampaknya agak sia-sia, karena tidak berdampak pada kontrol resistensi. Anda dapat memverifikasi fakta ini sendiri dengan memasukkan kabel lain ke sirkuit Anda dan membandingkan perilaku motor sebelum dan sesudah perubahan:

Jika potensiometer berfungsi dengan baik, kabel tambahan ini tidak ada bedanya sama sekali.

Namun, jika wiper kehilangan kontak dengan strip resistif di dalam potensiometer, koneksi ini memastikan sirkuit tidak sepenuhnya terbuka:bahwa masih akan ada jalur resistif untuk arus melalui motor. Dalam beberapa aplikasi, ini mungkin penting.

Potensiometer lama cenderung mengalami kehilangan kontak intermiten antara wiper dan strip resistif, dan jika rangkaian tidak dapat mentolerir hilangnya kontinuitas (resistensi tak terbatas) yang disebabkan oleh kondisi ini, kawat "ekstra" itu memberikan ukuran perlindungan dengan mempertahankan kontinuitas sirkuit.

Anda dapat mensimulasikan "kegagalan" kontak penghapus seperti itu dengan melepaskan terminal tengah potensiometer dari strip terminal, mengukur tegangan melintasi motor untuk memastikan masih ada daya yang mengalir ke sana, betapapun kecilnya:

Menggunakan Tegangan Motor adalah Alternatif yang Lebih Aman untuk Mengukur Arus Sirkuit

Seharusnya valid untuk mengukur arus rangkaian daripada tegangan motor untuk memverifikasi rangkaian yang lengkap, tetapi ini adalah metode yang lebih aman karena tidak melibatkan pemutusan rangkaian untuk memasukkan ammeter secara seri.

Setiap kali ammeter digunakan, ada risiko menyebabkan korsleting dengan menghubungkannya melalui sumber tegangan yang besar, yang dapat mengakibatkan kerusakan instrumen atau cedera diri. Pengukur voltase tidak memiliki risiko keamanan yang melekat ini, jadi setiap kali pengukuran voltase dapat dilakukan alih-alih pengukuran arus untuk memverifikasi hal yang sama, itu adalah pilihan yang lebih bijaksana.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Potensiometer