Personnaliser les plages de résistance avec rhéostats et réseaux série-parallèle de résistances

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Multiples résistances fixes 10 kΩ
• Un potentiomètre 10 kΩ taper linéaire (catalogue Radio Shack # 271-1715)

 

RÉFÉRENCES CROISÉES

Lessons in Electric Circuits, Volume 1 – Chapitres 5, 7, 8

 

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Déterminer les combinaisons de résistance série-parallèle.
• Appliquer la théorie et la pratique de calibration pour ajuster un rhéostat.

 

SCHÉMA

 

 

ILLUSTRATION

 

 

INSTRUCTIONS

Cet exercice de laboratoire démontre comment adapter la plage de résistance d'un rhéostat en combinant un potentiomètre 10 kΩ avec des résistances fixes additionnelles en série et parallèle. Le réseau résultant peut être calibré pour fournir n'importe quel span désiré et décalage de point zéro, ce qui est essentiel pour les circuits de mesure de précision.

Commencez en câblant le potentiomètre 10 kΩ comme rhéostat sans autres composants attachés. En tournant le curseur sur sa course complète, la résistance mesurée devrait balayer suavement de 0 Ω à 10 kΩ, comme montré dans le diagramme accompagnant.

Si vous souhaitez élever la borne inférieure de la plage ajustable — ex. : obtenir un span 10 kΩ à 20 kΩ tout en balayant tout le pot — ajoutez une résistance 10 kΩ en série. Mesurez la résistance totale en tournant le potentiomètre ; le point zéro aura décalé vers le haut de 10 kΩ, mais le span reste 10 kΩ.

Décaler le point zéro est connu comme calibration zéro en métrologie. Le span — la différence entre limites haute et basse — reste inchangé à moins que vous n'altériez le potentiomètre lui-même ou ne modifiiez la topologie du circuit.

Pour réduire le span, placez une résistance 10 kΩ en parallèle avec le potentiomètre. Cela divise effectivement par deux la résistance maximale atteignable, convertissant un balayage 0 kΩ–10 kΩ en une plage 5 kΩ–10 kΩ. Conséquemment, le span calibré devient 10 kΩ à 15 kΩ.

Augmenter le span requiert un potentiomètre de valeur plus haute ; ajouter des résistances en série ou parallèle ne peut que maintenir le span ou le réduire. Néanmoins, le point zéro peut être décalé arbitrairement haut en ajoutant de la résistance en série.

En combinant créativement plusieurs résistances 10 kΩ en réseaux série-parallèle, vous pouvez générer une grande variété de plages de résistance. Par exemple, la configuration suivante produit un span 7,5 kΩ à 10 kΩ :

De tels réseaux personnalisés sont inestimables quand on conçoit des instruments comme multimètres, où la résistance interne détermine la plage de mesure. La précision du réseau assure des lectures exactes, tandis que le potentiomètre offre un ajustement fin pour contrer la dérive temporelle.

Expérimentez avec différents arrangements de résistances pour observer comment la plage de résistance totale change, renforçant les principes de calculs série-parallèle et de calibration.

 

FEUILLES DE TRAVAIL CONNEXES

• Feuille de travail Potentiomètres