Potentiomètre : Définition, Types et Principe de Fonctionnement

Qu'est-ce qu'un potentiomètre?

Un potentiomètre (également connu sous le nom de pot ou potmêtre) est défini comme un résistor variable à trois bornes dans lequel la résistance est manuellement variée pour contrôler le flux du courant électrique. Un potentiomètre agit comme un diviseur de tension ajustable.

Comment fonctionne un potentiomètre?

Un potentiomètre est un composant électronique passif. Les potentiomètres fonctionnent en variant la position d'un contact glissant sur une résistance uniforme. Dans un potentiomètre, toute la tension d'entrée est appliquée sur toute la longueur du résistor, et la tension de sortie est la chute de tension entre le contact fixe et le contact glissant, comme illustré ci-dessous.

Un potentiomètre a les deux bornes de la source d'entrée fixées aux extrémités du résistor. Pour ajuster la tension de sortie, le contact glissant se déplace le long du résistor du côté de sortie.

Cela diffère d'un rheostat, où une extrémité est fixe et le terminal glissant est connecté au circuit, comme illustré ci-dessous.

C'est un instrument très basique utilisé pour comparer l'efm de deux piles et pour calibrer des ampèremètres, des voltmètres et des watt-mètres. Le principe de fonctionnement de base d'un potentiomètre est assez simple. Supposons que nous ayons connecté deux batteries en parallèle à travers un galvanomètre. Les bornes négatives des batteries sont connectées ensemble et les bornes positives sont également connectées ensemble à travers un galvanomètre, comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Ici, si le potentiel électrique des deux cellules de batterie est exactement le même, il n'y a pas de courant circulant dans le circuit et donc le galvanomètre ne montre aucune déviation. Le principe de fonctionnement du potentiomètre dépend de ce phénomène.

Maintenant, imaginons un autre circuit, où une batterie est connectée à travers un résistor via un interrupteur et un rhéostat, comme indiqué dans la figure ci-dessous.

Le résistor a une résistance électrique uniforme par unité de longueur tout au long de sa longueur.
Ainsi, la chute de tension par unité de longueur du résistor est égale tout au long de sa longueur. Supposons que, en ajustant le rhéostat, nous obtenions une chute de tension de v volts par unité de longueur du résistor.

Maintenant, le terminal positif d'une pile standard est connecté au point A du résistor et le terminal négatif de la même est connecté avec un galvanomètre. L'autre extrémité du galvanomètre est en contact avec le résistor via un contact glissant, comme indiqué dans la figure ci-dessus. En ajustant cette extrémité glissante, on trouve un point comme B où il n'y a pas de courant à travers le galvanomètre, donc pas de déviation dans le galvanomètre.

Cela signifie que l'efm de la pile standard est juste équilibrée par la tension apparaissant dans le résistor entre les points A et B. Maintenant, si la distance entre les points A et B est L, alors nous pouvons écrire l'efm de la pile standard E = Lv volt.

C'est ainsi qu'un potentiomètre mesure la tension entre deux points (ici entre A et B) sans prendre aucun composant de courant du circuit. C'est la particularité d'un potentiomètre, il peut mesurer la tension de manière très précise.

Types de potentiomètres

Il existe deux types principaux de potentiomètres :

• Potentiomètre rotatif

• Potentiomètre linéaire

Bien que les caractéristiques de construction de ces potentiomètres varient, le principe de fonctionnement de ces deux types de potentiomètres est le même.

Notez que ce sont des types de potentiomètres DC - les types de potentiomètres AC sont légèrement différents.

Potentiomètres rotatifs

Les potentiomètres rotatifs sont principalement utilisés pour obtenir une tension d'alimentation ajustable à une partie de circuits électroniques et électriques. Le contrôle de volume d'un transistor radio est un exemple populaire de potentiomètre rotatif où la poignée rotative du potentiomètre contrôle l'alimentation de l'amplificateur.

Ce type de potentiomètre a deux contacts terminaux entre lesquels une résistance uniforme est placée en un motif semi-circulaire. L'appareil a également un contact central qui est connecté à la résistance par un contact glissant attaché à une poignée rotative. En tournant la poignée, on peut déplacer le contact glissant sur la résistance semi-circulaire. La tension est prise entre un contact de résistance et le contact glissant. Le potentiomètre est également nommé POT en abrégé. Le POT est également utilisé dans les chargeurs de batteries de postes d'électricité pour ajuster la tension de charge d'une batterie. Il y a de nombreuses autres utilisations de potentiomètres rotatifs où un contrôle de tension lisse est nécessaire.

Potentiomètres linéaires

Le potentiomètre linéaire est fondamentalement le même, mais la seule différence est que, au lieu d'un mouvement rotatif, le contact glissant se déplace sur le résistor de manière linéaire. Ici, les deux extrémités d'un résistor droit sont connectées à travers la tension d'alimentation. Un contact glissant peut glisser sur le résistor via une piste attachée le long du résistor. Le terminal connecté au contact glissant est connecté à une extrémité du circuit de sortie et l'un des terminaux du résistor est connecté à l'autre extrémité du circuit de sortie.

Ce type de potentiomètre est principalement utilisé pour mesurer la tension à travers une branche d'un circuit, pour mesurer la résistance interne d'une cellule de batterie, pour comparer une cellule de batterie avec une cellule standard et dans notre vie quotidienne, il est couramment utilisé dans l'égaliseur de musique et les systèmes de mixage sonore.

Potentiomètres numériques

Les potentiomètres numériques sont des dispositifs à trois bornes, deux terminaux fixes et un terminal de curseur qui est utilisé pour varier la tension de sortie.

Les potentiomètres numériques ont diverses applications, notamment la calibration d'un système, l'ajustement de la tension d'offset, le réglage des filtres, le contrôle de la luminosité de l'écran et le contrôle du volume sonore.

Cependant, les potentiomètres mécaniques souffrent de certains inconvénients sérieux qui les rendent inadaptés aux applications nécessitant une grande précision. La taille, la contamination du curseur, l'usure mécanique, la dérive de la résistance, la sensibilité aux vibrations, à l'humidité, etc., sont quelques-uns des principaux inconvénients d'un potentiomètre mécanique. Par conséquent, pour surmonter ces inconvénients, les potentiomètres numériques sont plus courants dans les applications car ils offrent une plus grande précision.

Circuit de potentiomètre numérique

Le circuit d'un potentiomètre numérique comprend deux parties, premièrement l'élément résistif associé à des commutateurs électroniques, et deuxièmement le circuit de commande du curseur. La figure ci-dessous montre les deux parties respectivement.

La première partie est un réseau de résistances, et chaque nœud est connecté à un point commun W, sauf les extrémités A et B, via un commutateur électronique à double sens. Le terminal W est le terminal de curseur. Chacun des commutateurs est conçu à l'aide de la technologie CMOS et seulement un des commutateurs est en état ON à tout moment de l'opération du potentiomètre.