נגד משתנה
נגד משתנה ("פוטנציומטר") הוא רכיב חשמלי שתפקידו להתנגד למעבר זרם חשמלי דרכו. ערך ההתנגדות שלו נמדד באוהם כמו בנגד קבוע, אך ייחודו של הנגד המשתנה בכך שהתנגדותו אינה קבועה וניתנת לכוונון בטווח מסוים.
נגדים משתנים בנויים ממוליך ארוך שהתנגדותו ליחידת אורך ידועה, ושינוי ההתנגדות מושג על ידי שליטה על אורך המוליך שהזרם עובר דרכו. לרוב יש לנגדים משתנים שלושה מגעים חשמליים, או שלוש "רגליים": שתי רגליים בדומה לנגד רגיל, בשני קצוות המוליך, ורגל שלישית ("זחלן") שאת מקומה ניתן לשנות לאורך הרכיב ותפקידה לשנות את אורך המוליך (ולפיכך את ההתנגדות) שהזרם עובר, מכמעט אפס ועד להתנגדות המקסימלית, כשהזרם עובר את כל אורכו של המוליך.
החיבור לנגד משתנה נעשה בין אחד הקצוות לזחלן (הרגל האמצעית). את הקצה השני נהוג לחבר לזחלן.
שימוש נפוץ של הנגד המשתנה הוא כמחלק מתח במעגלים אלקטרוניים בהם נדרש ויסות ערך של מתח. דוגמה לכך היא ווסת העוצמה (ווליום) ברדיו או מגבר. במקרה זה החיבור נעשה בצורה הבאה: מתח הכניסה מחובר לשני קצות הנגד המשתנה ומתח היציאה מתקבל בין אחד הקצוות לזחלן. הואיל וערך המתח על פי חוק אוהם, מתכונתי להתנגדות, אז מתח המוצא נע בין אפס לבין ערך מתח הכניסה, בתלות במצב הזחלן.
ראוסטט (Rheostat) הוא נגד משתנה גדול ממדים, המיועד לעמוד בזרמים ו/או מתחים גבוהים. בנגדים כאלה המוליך שיוצר את ההתנגדות הוא חוט ארוך, מלופף על שטח מעטפת גלילי, והזחלן הוא זרוע מתכת שנוגעת בבסיסו העליון של הגליל וניתנת לסיבוב. שינוי הזווית של זרוע זו גורם לשינוי האורך הכולל של החוט שהזרם צריך לעבור, ולפיכך להגדלת ההתנגדות.
תגובתם של נגדים משתנים לתזוזת הזחלן היא בדרך כלל קרובה לליניארית, כלומר הכפלת אורך המוליך מביאה להתנגדות כפולה. נגדים משתנים מסוימים מתוכננים דווקא לשינוי התנגדות לוגריתמי (או אנטי לוגריתמי), במיוחד כאלה המתוכננים לשימוש במערכות שמע. בנגדים כאלה התנגדות המוליך ליחידת אורך איננה קבועה לאורך (או להיקף) הנגד המשתנה, אלא היא משתנה לאורך המוליך באופן הרצוי, כך שאותה תזוזה אורכית (או זוויתית) של הזחלן מפיקה שינוי אחר בהתנגדות, בכל נקודה בתחום.
ברכיבים קטנים, כגון אלו המופיעים בתמונה, מתבצע שינוי ההתנגדות על ידי סיבוב חוגה במרכז הרכיב, באמצעות מברג, וזו מזיזה את הזחלן (לא ניתן לראותו כי הוא מוסתר בתוך מארז הרכיב). בנגדים משתנים בעלי ממשק דיגיטלי נקבעת ההתנגדות ללא מגע יד אדם, על ידי תוכנה.
קישורים חיצוניים
עריכה
- תמונות של נגדים משתנים משנות העשרים של המאה העשרים
- מבנה פנימי של נגד משתנה
- סוגי נגדים משתנים
- מדריך לבנייה ביתית של נגד משתנה (באנגלית)