Potenciòmetre: Definició, tipus i principi de funcionament
Què és un potenciòmetre?
Un potenciòmetre (també conegut com a pot o potmetre) es defineix com un resistor variable de 3 terminals en el qual la resistència es varia manualment per controlar el flux de la corrent elèctrica. Un potenciòmetre actua com un divisor de tensió ajustable.
Com funciona un potenciòmetre?
Un potenciòmetre és un component electrònic passiu. Els potenciòmetres funcionen variat la posició d'un contacte deslissant a través d'una resistència uniforme. En un potenciòmetre, s'aplica tota la tensió d'entrada a tota la longitud del resistor, i la tensió de sortida és la caiguda de tensió entre el contacte fix i el deslissant, tal com es mostra a continuació.
Un potenciòmetre té els dos terminals de la font d'entrada fixats a l'extrem del resistor. Per ajustar la tensió de sortida, el contacte deslissant es mou al llarg del resistor al costat de la sortida.
Això és diferent a un reòstat, on aquí un extrem està fixat i el terminal deslissant està connectat al circuit, tal com es mostra a continuació.
Aquest és un instrument molt bàsic utilitzat per comparar la fef de dues piles i per calibrar amperímetres, voltmetres i vatímetres. El principi bàsic de funcionament d'un potenciòmetre és bastant simple. Suposem que hem connectat dues piles en paral·lel a través d'un galvanòmetre. Els terminals negatius de les piles estan connectats junts i els terminals positius també estan connectats junts a través d'un galvanòmetre, tal com es mostra a la figura següent.
Aquí, si el potencial elèctric de les dues piles és exactament el mateix, no hi ha cap corrent circulant en el circuit i, per tant, el galvanòmetre no mostra deflexió. El principi de funcionament del potenciòmetre depèn d'aquest fenomen.
Ara pensem en un altre circuit, on una pila està connectada a través d'un resistor via un interruptor i un reòstat, tal com es mostra a la figura següent.
El resistor té la resistència elèctrica uniforme per unitat de longitud a tota la seva longitud.
Així, la caiguda de tensió per unitat de longitud del resistor és igual a tota la seva longitud. Suposem que, ajustant el reòstat, obtenim una caiguda de tensió v voltios per unitat de longitud del resistor.
Ara, el terminal positiu d'una cel·la estàndard està connectat al punt A del resistor i el terminal negatiu de la mateixa està connectat amb un galvanòmetre. L'altra extrem del galvanòmetre està en contacte amb el resistor a través d'un contacte deslissant, tal com es mostra a la figura superior. Ajustant aquest extrem deslissant, es troba un punt com B on no hi ha corrent a través del galvanòmetre, per tant, no hi ha deflexió en el galvanòmetre.
Això significa que la fef de la cel·la estàndard està equilibrada pel voltatge que apareix en el resistor entre els punts A i B. Ara, si la distància entre els punts A i B és L, podem escriure la fef de la cel·la estàndard E = Lv voltios.
Així és com un potenciòmetre mesura el voltatge entre dos punts (aquí entre A i B) sense prendre cap component de corrent del circuit. Aquesta és la característica especial d'un potenciòmetre, pot mesurar el voltatge amb la major precisió.
Tipes de potenciòmetres
Hi ha dos tipus principals de potenciòmetres:
Potenciòmetre rotatiu
Potenciòmetre lineal
Encara que les característiques constructives bàsiques d'aquests potenciòmetres varien, el principi de funcionament de tots dos tipus de potenciòmetres és el mateix.
Nota que aquests són tipus de potenciòmetres DC – els tipus de potenciòmetres AC són lleugerament diferents.
Potenciòmetres rotatius
Els potenciòmetres rotatius s'utilitzen principalment per obtenir una tensió d'ajust a una part de circuits electrònics i elèctrics. El controlador de volum d'un transistor de ràdio és un exemple popular de potenciòmetre rotatiu on el botó rotatiu del potenciòmetre controla la tensió de subministrament a l'amplificador.
Aquest tipus de potenciòmetre té dos contactes terminal entre els quals es col·loca una resistència uniforme en un patró semicircular. El dispositiu també té un terminal central que està connectat a la resistència a través d'un contacte deslissant adjunt a un botó rotatiu. Fent girar el botó, es pot moure el contacte deslissant sobre la resistència semicircular. La tensió es pren entre un contacte terminal de la resistència i el contacte deslissant. El potenciòmetre també es coneix com a POT en curt. El POT també s'utilitza en carregadors de bateries de subestacions per ajustar la tensió de càrrega d'una bateria. Hi ha moltes més utilitzacions de potenciòmetres rotatius on es necessita un control suau de la tensió.
Potenciòmetres lineals
El potenciòmetre lineal és bàsicament el mateix, però la única diferència és que aquí, en lloc de moviment rotatiu, el contacte deslissant es mou sobre el resistor de manera lineal. Aquí, els dos extrems d'un resistor recte estan connectats a la tensió de la font. Un contacte deslissant es pot desplaçar sobre el resistor a través d'una pista adjunta al llarg del resistor. El terminal connectat al contacte deslissant està connectat a un extrem del circuit de sortida i un dels terminals del resistor està connectat a l'altre extrem del circuit de sortida.
Aquest tipus de potenciòmetre s'utilitza principalment per mesurar el voltatge a través d'una branca d'un circuit, per mesurar la resistència interna d'una cel·la de bateria, per comparar una cel·la de bateria amb una cel·la estàndard i en la nostra vida diària, es utilitza comunament en l'equalitzador de música i sistemes de mixatge de so.
Potenciòmetres digitals
Els potenciòmetres digitals són dispositius de tres terminals, dos terminals fixes a cada extrem i un terminal de cursor que s'utilitza per variar la tensió de sortida.
Els potenciòmetres digitals tenen diverses aplicacions, incloent la calibració d'un sistema, l'ajust de la tensió d'offset, la regulació de filtres, el control de la brillantor de la pantalla i el control del volum de so.
No obstant això, els potenciòmetres mecànics presenten alguns desavantatges seriosos que els fan inapropiats per a aplicacions on es requereix precisió. La mida, la contaminació del cursor, l'usura mecànica, la deriva de la resistència, la sensibilitat a les vibracions, la humitat, etc., són algunes de les desavantatges principals d'un potenciòmetre mecànic. Per això, per superar aquests inconvenients, els potenciòmetres digitals són més comuns en les aplicacions ja que proporcionen una major precisió.
Circuit de potenciòmetre digital
El circuit d'un potenciòmetre digital consta de dues parts, primer l'element resistiu juntament amb commutadors electrònics i segon el circuit de control del cursor. La figura següent mostra ambdues parts respectivament.
