2.2 电位器
2.2.1 外形与符号
电位器是一种阻值可以通过调节而变化的电阻器，又称可变电阻器。常见电位器的实物外形及电位器的电路符号如图2-11所示。
图2-11 电位器
2.2.2 结构与原理
电位器种类很多，但结构基本相同，电位器的结构示意图如图2-12所示。
图2-12 电位器的结构示意图
从图中可看出，电位器有A、C、B三个引出极，在A、B极之间连接着一段电阻体，该电阻体的阻值用RAB表示，对于一个电位器，RAB的值是固定不变的，该值为电位器的标称阻值，C极连接一个导体滑动片，该滑动片与电阻体接触，A极与C极之间电阻体的阻值用RAC表示，B极与C极之间电阻体的阻值用RBC表示，RAC+RBC=RAB。
当转轴逆时针旋转时，滑动片往B极滑动，RBC减小，RAC增大；当转轴顺时针旋转时，滑动片往A极滑动，RBC增大，RAC减小，当滑动片移到A极时，RAC=0，而RBC=RAB。
2.2.3 应用
电位器与固定电阻器一样，都具有降压、限流和分流的功能，不过由于电位器具有阻值可调性，故它可随时调节阻值来改变降压、限流和分流的程度。下面以图2-13来说明电位器的应用。
图2-13 电位器的应用说明图
电位器的应用说明
•应用一
在图2-13（a）电路中，电位器RP的滑动端与灯泡连接，当滑动端向下移动时，灯泡会变暗。灯泡变暗的原因如下。
① 当滑动端下移时，AC段的阻体变长，RAC增大，对电流阻碍大，流经AC段阻体的电流减小，从C端流向灯泡的电流也随之减少，同时由于RAC增大使AC段阻体降压增大，加到灯泡两端的电压U降低。
② 当滑动端下移时，在AC段阻体变长的同时，BC段阻体变短，RBC减小，流经AC段的电流除了一路从C端流向灯泡，还有一路经BC段阻体直接流回电源负极，由于BC段电阻变短，分流增大，使C端输出流向灯泡的电流减小。
电位器AC段的电阻起限流、降压作用，而CB段的电阻起分流作用。
• 应用二
在图2-13（b）电路中，电位器RP的滑动端C与固定端A连接在一起，由于AC段阻体被A、C端直接连接的导线短路，电流不会流过AC段阻体，而是直接由A端经导线到C端，再经CB段阻体流向灯泡。当滑动端下移时，CB段的阻体变短，RBC阻值变小，对电流阻碍小，流过的电流增大，灯泡变亮。
电位器RP在该电路中起着降压、限流作用。
2.2.4 种类
电位器种类较多，通常可分为普通电位器、微调电位器、带开关电位器和多联电位器等。
（1）普通电位器
普通电位器一般是指带有调节手柄的电位器，常见的有旋转式电位器和直滑式电位器，如图2-14所示。
图2-14 普通电位器
（2）微调电位器
微调电位器又称微调电阻器，通常是指没有调节手柄的电位器，并且不经常调节，如图2-15所示。
图2-15 微调电位器
（3）带开关电位器
带开关电位器是一种将开关和电位器结合在一起的电位器，收音机中调音量兼开关机的元件就是带开关电位器。带开关电位器的实物外形与符号如图2-16所示，带开关电位器的电路符号中的虚线表示电位器和开关同轴调节。
图2-16 带开关电位器
从实物外形图可以看出，带开关电位器将开关和电位器连为一体，共同受转轴控制，当转轴顺时针旋到一定位置时，转轴凸起部分顶起开关，E、F间就处于断开状态，当转轴逆时针旋转时，开关依靠弹力闭合，继续旋转转轴时，就开始调节A、C和B、C间的电阻。
（4）多联电位器
多联电位器是将多个电位器结合在一起同时调节的电位器。常见的多联电位器实物外形如图2-17（a）所示，从左至右依次是双联电位器、三联电位器和四联电位器，图2-17（b）为双联电位器的电路符号。
图2-17 多联电位器
2.2.5 主要参数
电位器的主要参数有标称阻值、额定功率和阻值变化特性。
（1）标称阻值
标称阻值是指电位器上标注的阻值，该值就是电位器两个固定端之间的阻值。与固定电阻器一样，电位器也有标称阻值系列，电位器采用E-12和E-6系列。电位器有线绕和非线绕两种类型，对于线绕电位器，允许误差有±1%、±2%、±5%和±10%；对于非线绕电位器，允许误差有±5%、±10%和±20%。
（2）额定功率
额定功率是指在一定的条件下电位器长期使用允许承受的最大功率。电位器功率越大，允许流过的电流也越大。
电位器功率也要按国家标称系列进行标注，并且对非线绕和线绕电位器标注有所不同，非线绕电位器的标称系列有0.025W、0.05W、0.1W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W等，线绕电位器的标称系列有0.25W、0.5W、1W、1.6W、2W、3W、5W、10W、16W、25W、40W、63W和100W等。从标称系列可以看出，线绕电位器功率可以做得更大。
（3）阻值变化特性
阻值变化特性是指电位器阻值与转轴旋转角度（或触点滑动长度）的关系。根据阻值变化特性不同，电位器可分为直线式（X）、指数式（Z）和对数式（D），三种电位器转角与阻值变化规律如图2-18所示。
图2-18 三种电位器转角与阻值变化规律
三种特性的电位器说明
直线式电位器的阻值与旋转角度呈直线关系，当旋转转轴时，电位器的阻值会匀速变化，即电位器的阻值变化与旋转角度大小呈正比关系。直线式电位器阻体上的导电物质分布均匀，所以具有这种特性。
指数式电位器的阻值与旋转角度呈指数关系，在刚开始转动转轴时，阻值变化很慢，随着转动角度增大，阻值变化很大。指数式电位器的这种性质是因为阻体上的导电物质分布不均匀。指数式电位器通常用在音量调节电路中。
对数式电位器的阻值与旋转角度呈对数关系，在刚开始转动转轴时，阻值变化很快，随着转动角度增大，阻值变化变慢。指数式电位器与对数式电位器性质正好相反，因此常用在与指数式电位器要求相反的电路中，如电视机的音调控制电路和对比度控制电路。
2.2.6 检测
电位器检测使用万用表的欧姆挡。在检测时，先测量电位器两个固定端之间的阻值，正常测量值应与标称阻值一致，然后再测量一个固定端与滑动端之间的阻值，同时旋转转轴，正常测量值应在0至标称阻值范围内变化。若是带开关电位器，还要检测开关是否正常。
电位器检测分两步，只有每步测量均正常才能说明电位器正常。电位器的检测如图2-19所示。
图2-19 电位器的检测
电位器的检测
电位器的检测步骤如下。
第一步：测量电位器两个固定端之间的阻值。将万用表拨至R×1kΩ挡（该电位器标称阻值为20kΩ），红、黑表笔分别与电位器两个固定端接触，如图2-19（a）所示，然后在刻度盘上读出阻值大小。
若电位器正常，测得的阻值应与电位器的标称阻值相同或相近（在误差范围内）。
若测得的阻值为∞，说明电位器两个固定端之间开路。
若测得的阻值为0，说明电位器两个固定端之间短路。
若测得的阻值大于或小于标称阻值，说明电位器两个固定端之间阻体变值。
第二步：测量电位器一个固定端与滑动端之间的阻值。万用表仍置于R×1kΩ挡，红、黑表笔分别接电位器任意一个固定端和滑动端，如图2-19（b）所示，然后旋转电位器转轴，同时观察刻度盘表针。
若电位器正常，表针会发生摆动，指示的阻值应在0～20kΩ范围内连续变化。
若测得的阻值始终为∞，说明电位器固定端与滑动端之间开路。
若测得的阻值为0，说明电位器固定端与滑动端之间短路。
若测得的阻值变化不连续、有跳变，说明电位器滑动端与阻体之间接触不良。
对于带开关电位器，除了要用上面的方法检测电位器部分是否正常外，还要检测开关部分是否正常。开关电位器开关部分的检测如图2-20所示。
图2-20 检测带开关电位器的开关
将万用表置于R×1Ω挡，把电位器旋至“关”位置，红、黑表笔分别接开关的两个端子，正常测量出来的阻值应用无穷大，然后把电位器旋至“开”位置，测出来的阻值应为0，如果在开或关位置测得的阻值均为无穷大，说明开关无法闭合，若测得的阻值均为0，说明开关无法断开。
2.2.7 选用
在选用电位器时，主要考虑标称阻值、额定功率和阻值变化特性应与电路要求一致，如果难于找到各方面符合要求的电位器，可按下面的原则用其他电位器替代。
① 标称阻值应尽量相同，若无标称阻值相同的电位器，可以用阻值相近的替代，但标称阻值不能超过要求阻值的±20%。
② 额定功率应尽量相同，若无功率相同的电位器，可以用功率大的电位器替代，一般不允许用小功率的电位器替代大功率电位器。
③ 阻值变化特性应相同，若无阻值变化特性相同的电位器，在要求不高的情况下，可用直线式电位器替代其他类型的电位器。
④ 在满足上面三点要求外，应尽量选择外形和体积相同的电位器。