Potentiometer berechnen?
Es gibt zwei Anschlussarten von Potentiometer... gibt es unterschied? Ich möchte Beispiel an Ua 3,25V haben. Wie würdet ihr rechnen?
3 Antworten
Auf der rechten Seite ist der untere Teil des Potis kurzgeschlossen. Dieses ist auf der linken Seite nicht der Fall.
Rechnen?
Linke Seite:
Zuerst den Gesamtwiderstand und -strom berechnen (dabei ist es egal, ob Poti oder Festwiderstand, da der verstellbare Schleifkontakt hier noch nicht ins Spiel kommt):
(Ich nummeriere sie einfach von oben nach unten durch):
R_ges = R1+R2+R3 = 10k+10k+10k = 30k
I = U_ges / R_ges = 5V / 30k = 0,1667mA
Du möchtest U_a=3,25V, die über folgendem masseseitigen Teilwiderstand abzugreifen wären:
R_a = U_a / I = 3,25V / 0,1667mA = 19,496kOhm
10k sind als Festwiderstand vorhanden, also von R_a abziehen: 9,496kOhm
Erst jetzt kommt der verstellbare Schleifkontakt ins spiel:
Der Poti müsste nun so eingestellt werden, dass der untere Teil 9,496kOhm hat. Der obere Teil hätte dann 10k - 9,496kOhm = 0.504kOhm.
Rechte Seite:
Hier geht der Weg für die linke Seite nicht, da die Stromstärke hier ebenfalls durch Verstellen geändert wird (da ja der untere Teil des Potis kurzgeschlossen ist).
Daher ist der Weg etwas anders:
Unabhängig von der Potistellung hast du unten stets 10kOhm, während der obere Teil variabel zwischen 10-20kOhm liegen kann.
I lässt sich hier statt über den Gesamtwiderstand über den unteren Teil bestimmen, da der untere Widerstand und U_a gegeben sind:
I = U_a / R3 = 5V / 10kOhm = 0,500mA
Anschließend die Teilspannung für den oberen Bereich (ich nenne es mal U_v) berechnen:
U_v = U_ges - U_a = 5V - 3,25V = 1,75V
Und damit kann man den Gesamtwiderstand des oberen Teils berechnen:
R_v = U_v / I = 1,75V / 0,500mA = 3,5kOhm
Davon noch abschließend den (diesmal oberen Festwiderstand) von 10k abziehen, um den Einstellwert für den oberen Teil des Potis zu bekommen: 3,5kOhm - 10kOhm = -6.5kOhm...
.........Didimmmm..........
Ein negativer Widerstand.....
Was haut denn da jetzt nicht hin?!?! Verrechnet? oO
Schauen wir uns doch die rechte Schaltung nochmal an.
Welche Spannungsbereiche wären dort überhaupt möglich?
Ich drehe den Poti ganz auf 0: Oben 10kOhm, unten 10kOhm. Damit wäre U_a=2,5V.
Ich drehe den Poti auf 10k: Oben 20kOhm, unten 10kOhm. Damit wäre U_a=1,66V
Also ein möglicher Regelbereich von 1,66V.....2,5V
Man hätte gar nicht erst anfangen zu rechnen brauchen.
Dein U_a liegt außerhalb des Regelbereiches.
Daher ist ein ungültiges Ergebnis herausgekommen und die Aufgabe "geht nicht auf".
Offensichtlich ist die rechte Teilaufgabe fehlerhaft. :)
Aber um den Weg zu zeigen, habe ich es trotzdem gerechnet.
Hab über sowas schon lange nicht mehr nachgedacht. Ich hoffe, ich liege richtig?
Wenn Du Dir vorstellst, dass der Regler ganz unten ist, gibt es keinen Unterschied zwischen links und rechts: Die 5V teilen sich in 3,33V und 1,66V (Ua).
Aber wenn Du Dir vorstellst, dass der Regler ganz oben ist, ist der Unterschied zwischen links und rechts m.E. deutlich zu sehen:
- Links: Die 5V teilen sich in 1,66V und 3,33V (Ua).
- Rechts: Die 5V teilen sich in 2,5V und 2,5V (Ua), da der Regler ja überbrückt ist.
In der linken Schaltung kannst Du also Ua zwischen 1,66V und 3,33V einstellen.
In der rechten Schaltung kannst Du Ua zwischen 1,66V und 2,5V einstellen, die macht also für Dich keinen Sinn (Ua 3,25V nicht möglich).
@newcomer: Hatte nicht bemerkt, dass Du bereits nochmal kommentiert hattest!
linke Ausführung lässt sich relativ leicht berechnen.
5V / 30000 Ohm = 166,6 yA
R=U/I =3,25 /166,6 yA
=19500 Ohm
Am Poti damit 9500 Ohm eingestellt
bei rechter Lösung ist auch höhere Spannung möglich. Rechne doch mal halbes Poti also 5 k