Potenziometro: Definizione Tipi e Principio di Funzionamento

Cos'è un potenziometro?

Un potenziometro (noto anche come pot o potmetro) è definito come un resistore variabile a tre terminali in cui la resistenza viene regolata manualmente per controllare il flusso di corrente elettrica. Un potenziometro funziona come un divisore di tensione regolabile.

Come funziona un potenziometro?

Un potenziometro è un componente elettronico passivo. I potenziometri funzionano variando la posizione di un contatto scorrevole lungo una resistenza uniforme. In un potenziometro, l'intera tensione d'ingresso è applicata alla lunghezza totale del resistore, e la tensione d'uscita è la caduta di tensione tra il contatto fisso e lo scorrimento, come mostrato di seguito.

Un potenziometro ha i due terminali della sorgente d'ingresso fissati alle estremità del resistore. Per regolare la tensione d'uscita, il contatto scorrevole viene spostato lungo il resistore sul lato d'uscita.

Questo è diverso da un reostato, dove un'estremità è fissa e il terminale scorrevole è connesso al circuito, come mostrato di seguito.

Questo è uno strumento molto basilare utilizzato per confrontare le f.e.m. di due celle e per tarare ammeter, voltmeter e wattmetro. Il principio di funzionamento di base di un potenziometro è piuttosto semplice. Supponiamo di aver collegato due batterie in parallelo attraverso un galvanometro. I terminali negativi delle batterie sono collegati insieme e i terminali positivi sono anch'essi collegati insieme attraverso un galvanometro, come mostrato nella figura sottostante.

Qui, se la tensione elettrica di entrambe le celle è esattamente la stessa, non c'è corrente circolante nel circuito e quindi il galvanometro non mostra alcuna deflessione. Il principio di funzionamento del potenziometro dipende da questo fenomeno.

Ora pensiamo a un altro circuito, dove una batteria è connessa attraverso un resistore via un interruttore e un reostato, come mostrato nella figura sottostante.

Il resistore ha una resistenza elettrica uniforme per unità di lunghezza lungo tutta la sua lunghezza. Pertanto, la caduta di tensione per unità di lunghezza del resistore è uguale lungo tutta la sua lunghezza. Supponiamo che, regolando il reostato, otteniamo una caduta di tensione v volt per unità di lunghezza del resistore.

Ora, il terminale positivo di una cella standard è connesso al punto A sul resistore e il terminale negativo dello stesso è connesso con un galvanometro. L'altra estremità del galvanometro è in contatto con il resistore tramite un contatto scorrevole, come mostrato nella figura sopra. Regolando questo contatto scorrevole, si trova un punto come B dove non c'è corrente attraverso il galvanometro, quindi nessuna deflessione nel galvanometro.

Ciò significa che la f.e.m. della cella standard è bilanciata dalla tensione presente nel resistore tra i punti A e B. Ora, se la distanza tra i punti A e B è L, possiamo scrivere la f.e.m. della cella standard E = Lv volt.

In questo modo, un potenziometro misura la tensione tra due punti (qui tra A e B) senza prelevare alcun componente di corrente dal circuito. Questa è la specialità di un potenziometro, può misurare la tensione con la massima precisione.

Tipi di potenziometri

Esistono due tipi principali di potenziometri:

• Potenziometro rotativo

• Potenziometro lineare

Anche se le caratteristiche costruttive di base di questi potenziometri variano, il principio di funzionamento di entrambi i tipi di potenziometri è lo stesso.

Si noti che questi sono tipi di potenziometri DC - i tipi di potenziometri AC sono leggermente diversi.

Potenziometri rotativi

I potenziometri rotativi vengono utilizzati principalmente per ottenere una tensione di alimentazione regolabile per una parte dei circuiti elettronici ed elettrici. Il controllo del volume di un transistor radio è un esempio popolare di potenziometro rotativo, dove la manopola rotativa del potenziometro controlla l'alimentazione all'amplificatore.

Questo tipo di potenziometro ha due contatti terminali tra i quali è posto una resistenza uniforme in un pattern semicircolare. Il dispositivo ha anche un terminale centrale che è connesso alla resistenza attraverso un contatto scorrevole attaccato a una manopola rotativa. Ruotando la manopola, si può muovere il contatto scorrevole sulla resistenza semicircolare. La tensione viene presa tra un contatto di resistenza e il contatto scorrevole. Il potenziometro è anche chiamato POT in breve. Il POT viene utilizzato anche nei caricabatterie delle sottostazioni per regolare la tensione di carica di una batteria. Esistono molte altre applicazioni del potenziometro rotativo dove è richiesto un controllo di tensione liscio.

Potenziometri lineari

Il potenziometro lineare è fondamentalmente lo stesso, ma l'unica differenza è che qui invece di un movimento rotativo, il contatto scorrevole si muove linearmente sul resistore. Qui, due estremità di un resistore rettilineo sono collegate alla tensione di ingresso. Un contatto scorrevole può essere spostato sul resistore attraverso un binario attaccato lungo il resistore. Il terminale connesso al contatto scorrevole è connesso a un'estremità del circuito di uscita e uno dei terminali del resistore è connesso all'altra estremità del circuito di uscita.

Questo tipo di potenziometro viene utilizzato principalmente per misurare la tensione su un ramo di un circuito, per misurare la resistenza interna di una cella di batteria, per confrontare una cella di batteria con una cella standard e nella nostra vita quotidiana, è comunemente utilizzato nell'equalizzatore di musica e sistemi di mixaggio del suono.

Potenziometri digitali

I potenziometri digitali sono dispositivi a tre terminali, due terminali fissi e uno terminale wiper che viene utilizzato per variare la tensione di uscita.

I potenziometri digitali hanno varie applicazioni, tra cui la taratura di un sistema, l'aggiustamento della tensione di offset, la regolazione dei filtri, il controllo della luminosità dello schermo e il controllo del volume del suono.

Tuttavia, i potenziometri meccanici soffrono di alcuni svantaggi seri che li rendono inadatti per applicazioni in cui è richiesta la precisione. Dimensioni, contaminazione del wiper, usura meccanica, deriva della resistenza, sensibilità alle vibrazioni, umidità, ecc. sono alcuni degli svantaggi principali di un potenziometro meccanico. Pertanto, per superare questi inconvenienti, i potenziometri digitali sono più comuni nelle applicazioni poiché offrono maggiore accuratezza.

Circuito del potenziometro digitale

Il circuito di un potenziometro digitale consiste in due parti, prima l'elemento resistivo insieme a interruttori elettronici e seconda il circuito di controllo del wiper. La figura sottostante mostra entrambe le parti rispettivamente.