पोटेंशियोमीटर

Potentiometer

पोटेंशियोमीटर, तीन टर्मिनलों वाला एक परिवर्तनशील अवरोधक है। इसमें एक लंबा, समान प्रतिरोध तार होता है, जो प्रायः धातु से बना होता है, और एक स्लाइडिंग संपर्क (जिसे "जॉकी" भी कहा जाता है) जो तार की लंबाई के साथ घूम सकता है। तार के दोनों शीर्षों का विभव अंतर, एक गैल्वेनोमीटर से जुड़ा होता है, जो एक संवेदनशील धारा मापने वाला उपकरण है।

कार्य करने का सिद्धांत

पोटेंशियोमीटर, वोल्टेज डिवाइडर के सिद्धांत पर काम करता है। जब प्रतिरोध तार के माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, तो इसके पार वोल्टेज में गिरावट होती है। स्लाइडिंग संपर्क (जॉकी) की स्थिति को समायोजित करके, तार की लंबाई को बदला जा सकता है, जो विभव अंतर (वोल्टेज ड्रॉप) में योगदान देता है। इस प्रकार अज्ञात वोल्टेज को सटीक रूप से मापने की सुविधा हो जाती है।

गणितीय समीकरण

   वोल्टेज विभक्त समीकरण

   एक श्रृंखला सर्किट में एक प्रतिरोधक पर वोल्टेज ड्रॉप उसके प्रतिरोध के समानुपाती होता है। पोटेंशियोमीटर के लिए, तार के एक खंड पर वोल्टेज ड्रॉप ($V_{s}$) इस प्रकार दिया जाता है:

$V_{s}=(R_{s}/R_{total})\cdot V_{source},$

इस समीकरण में:

 $V_{s},$: तार के खंड में वोल्टेज ड्रॉप (वोल्ट में)।

 $R_{s}$: तार के खंड का प्रतिरोध (ओम में)।

 $R_{total}$: तार का कुल प्रतिरोध (ओम में)।

   $V_{source}$: तार के सिरों से जुड़ा स्रोत वोल्टेज (वोल्ट में)।

   शेष स्थिति

सटीक माप के लिए, गैल्वेनोमीटर को शून्य विक्षेपण दिखाना चाहिए। ऐसा तब होता है, जब जॉकी द्वारा नियंत्रित तार की लंबाई में विभव अंतर, मापे जा रहे सेल के विभव अंतर (ईएमएफ) के समतुल्य होता है।

$V_{s}=E$

जहाँ:

   $V_{s}$: तार के खंड में वोल्टेज ड्रॉप (वोल्ट में)।

   $E$: सेल का इलेक्ट्रोमोटिव बल (ईएमएफ) मापा जा रहा है (वोल्ट में)।

   अज्ञात ईएमएफ की गणना:

   संतुलन स्थिति का उपयोग करके, मापी जा रहे, सेल के अज्ञात ईएमएफ ($E$) पाया जा सकता है:

$E=R_{s}/R_{total}\cdot V_{source},$

इस समीकरण में, सभी मात्राएँ वही हैं जो पहले परिभाषित की गई थीं।

मापन प्रक्रिया

पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके किसी सेल का ईएमएफ मापने के लिए, इन चरणों का पालन करें:

1.    उस सेल को तार के सिरों से कनेक्ट करें जिसका ईएमएफ मापा जाना है।
2.    स्लाइडिंग संपर्क (जॉकी) को तब तक समायोजित करें जब तक गैल्वेनोमीटर शून्य विक्षेपण न दिखाए।
3.    संतुलन बिंदु पर, तार के खंड ($V_{s}$) में वोल्टेज ड्रॉप सेल ($E$) के ईएमएफ के समतुल्य है।
4.    सेल के ईएमएफ ($E$) की गणना करने के लिए संतुलन स्थिति समीकरण का उपयोग करें।

संक्षेप में

पोटेंशियोमीटर बहुमुखी उपकरण हैं जिनका उपयोग विभिन्न विद्युत मापों और प्रयोगों में किया जाता है, जो उन्हें भौतिकी और इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में एक आवश्यक उपकरण बनाता है।