一文了解变阻器和电位器的定义、原理、应用及其对比

变阻器的定义

两端可变电阻器（称为变阻器）利用电阻来调节电流。电阻丝环绕在陶瓷或瓷器等绝缘芯上。当刮水器沿着电阻丝移动时，电路的有效电阻会发生变化。因此，它提供了精确的电流控制。调光器、电机速度控制器和加热元件使用变阻器来精确改变电流。调光器使用变阻器来调节灯泡电流和亮度，同时调节电阻。同样，它通过调节电流来控制电机速度。

如果额定值不合适，变阻器在大电流通过时可能会产生高热量，从而导致过热。由于大电流可能会烧坏变阻器，因此它们不适合大功率使用。由于变阻器的电阻范围较大，它们在某些情况下可以更好地管理电流。科学研究​​也使用变阻器来调节电流。变阻器适合稳定的电流变化，因为它们的线性锥度可确保滑动片移动时电阻变化均匀。由于它们可以处理比电位器更多的电流，因此变阻器在电流控制方面比电压分配更好。

电位器的定义

电位器是三端可变电阻器，用于分压。它有一个电阻元件（碳、金属陶瓷或导电塑料）和一个沿其移动的电位器。三个端子分别是输入、输出和电位器。电位器在修改电位器位置的同时在输入和输出端子之间分配电压。它提供精确的电压控制。电位器用于音频音量控制和照明调光开关，因为它们可以调节信号电平和光强度。音频系统使用电位器通过改变放大器电压来调节音量。对数锥度用于音频应用，以匹配人类的听觉感知。

尽管电位器用途广泛，但它们的滑动接触可能会导致磨损、噪音和错误。由于其电流处理限制，它们被用于低功率应用。然而，由于电位器具有增强的电压处理能力，它可以精确地改变电路电压。传感器换能器使用电位器将机械变化转换成可变电阻和可量化信号。它们管理机器人中的电机速度。这就是需要精确的电压变化才能完美运行的地方。它们可以作为可变分压器微调敏感电子设备的电压输出。

构造和工作原理

变阻器构造

缠绕在陶瓷或瓷芯上的线圈使变阻器足够坚固以承受高温。它散发热量，考虑到电阻丝的电流热量，这一点很重要。由于其电阻率和热稳定性，可以使用镍铬合金丝。铜或黄铜用于沿电阻丝移动的刮水器。机械旋钮或滑块可以控制此刮水器的电阻。刮水器通过沿导线移动来改变电路中的电阻路径长度。因此，它可以改变电阻并调节电流。

当滑动片位于线圈的一端时，电阻较低，电流最大。将滑动片移至另一端会增加电阻并减少电流。变阻器也按其功率处理能力进行评级。根据应用，功率范围可能从几瓦到几千瓦。组件包括端子，一个连接到电阻线圈的固定端，另一个连接到滑动片。因此，它提供了简单但有效的电流调节。

电位器构造

电位器配有电阻元件和沿其滑动的滑动片，可实现精确的电压变化。碳、金属陶瓷或导电塑料用作电阻元件，以保证其稳定性。导电黄铜或镍滑动片连接到旋转轴或线性滑块上。随着滑动片的移动，电阻轨道将输入电压分配到输出端子上。在线性电位器中，总电阻为 10kΩ 的电阻元件中间的滑动片将导致每侧的电阻约为 5kΩ。输出电压是输入电压的 50%。

如上所述，电位器可能具有线性或对数锥度。

线性电位器：这些电位器在设备中以“B”标记。例如，电阻为 10kΩ 的电位器可能被命名为“10k B”。该仪器的主要元件具有固定的横截面。它在滑动片和一个端子部分之间产生电阻波动。该设备使用电气因素，而不是电阻率。此外，它控制比例波动，如 CRO 定心。

对数电位器：这种电位器在仪器中以“A”符号表示。例如：电阻为 4kΩ 的电位器标记为“4k A”。这种仪器由各部分之间连接的电阻结构组成。它也可能是电阻率随部分而变化的产品。这种电位器具有对数值。它们用于此类音频电路，成本高于普通电位器。

电位器有旋转和滑动两种类型，可满足不同的机械需求。由于功率过大可能会磨损电阻元件和电位器，因此它们用于低功率电路。无线电接收器和电源需要电位器来调节频率和输出。它们可轻松控制许多电路中的电压。数字电位器 IC 可调节分压器电压。它们以离散增量在分压器的下半部分输出电压。它们还可以在变阻器模式下工作。此类 IC 输出数字电压而不是连续电压。

变阻器和电位器的应用程序

变阻器的应用

HVAC 系统中的加热器温度。

焊接设备中的电流。

LED显示屏的亮度。

电炉强度。

电池充电器中的电源。

电子训练套件中的阻力。

可调变压器中的电流流动。

实验室电源中的电流。

发电系统中的电气负载。

无线电发射机中的电路。

校准设备中的电阻。

铁路信号系统中的电流。

电镀过程中的电阻。

电信设备中的电阻。

电位器的应用

电脑显示器的亮度。

无线电接收器中的频率。

操纵杆的位置和运动。

混音控制台中的级别。

仪器仪表中的模拟电路。

工业自动化中的位置传感。

电吉他的音高。

电视屏幕的对比度。

放大器增益。

电子恒温器中的温度。

录音设备的输入电平。

立体声音频系统中的平衡。

反馈控制系统中的阻力。

模拟合成器中的信号电平。

电风扇的转速。

电源的输出电压。

变阻器和电位器的主要区别

方面	变阻器	电位器
功能	控制电流	调整电压
建造	二端可变电阻器	三端可变电阻器
连接配置	与负载串联	根据用途并联或串联
应用	需要电流调节的电气应用	需要电压调整的机械应用
工作原理	改变电阻来改变电流	分压调整输出
调节机制	滑动或旋转接触	旋转触点
额定功率	高功率处理能力	通常功率处理能力较低
准确性	由于结构简单，所以精度适中	更高的精度实现精确的电压控制
常见用法	调光器、电机速度控制器	音量控制、调谐电路
阻力范围	范围广，通常电阻值较高	可变的、通常较低的电阻值
材料	绕线、碳膜、金属膜	碳膜、金属陶瓷、导电塑料
耐用性	高功率条件下的高耐用性	各不相同，通常在高功率下耐用性较差
回馈机制	无固有反馈	可以为位置感应提供反馈
负载特性	处理电感和电阻负载	主要为电阻负载
响应时间	瞬时调节	瞬时调节
温度系数	适中，取决于材料	较低，取决于材料
寿命	适用于高功率应用且耐用	各不相同，对于高功率用途来说可能更短
成本	由于结构坚固而更高	更低，适合多种用途批量生产
噪声特性	低噪声	高精度用途中可能产生的噪音

变阻器和电位器之间如何进行选择

在选择变阻器和电位器时，需要考虑结构、用途和电气特性。例如，在工业应用中，变阻器可以承受高达 300V 和 1A 的大电流和电压。另一方面，电位器适合低功率应用。在音频设备中，它们可以调节音量，同时修改 5V-10V 的电压水平。额定功率低于 1W 的电位器可以限制信号电平变化。另一方面，由于变阻器具有弹性，可能会耗散几百瓦的功率。

另一个因素是电阻范围。例如，变阻器可能从几欧姆到几千欧姆不等。相比之下，电位器的范围可以从几欧姆到 100K。由于绕组结构和磁滞，机电电位器和变阻器的电阻公差可能相差10-20%。然而，低磁滞精密元件的公差更小，重复性更高。电位器因其线性或对数锥度选择而被选为电子电路中的精确电压分配器。它有助于改善微调。

电位器更适合在受控情况下进行精确工作。然而，变阻器在高压力环境中更耐用。最后，变阻器适合恒定和波动的负载。电位器适合精确、不频繁的变化。沿着这些思路，认识到这些差异可以确保您选择适合您应用的电气和机械需求的正确组件。