Un potenciómetro es un resistor golpeado ligeramente variable que se puede utilizar como divisor de voltaje .

Una forma de potenciómetro es utilizada mientras que un instrumento para medir el potencial (o el voltaje) en un circuito golpeando ligeramente de una fracción de un voltaje sabido de un alambre resistente de la diapositiva y comparándolo con el voltaje desconocido por medio de un galvanómetro . El golpecito de desplazamiento del potenciómetro se ajusta y el galvanómetro está conectado breve con ambos el golpecito de desplazamiento y el potencial desconocido; la desviación del galvanómetro se observa y se ajusta el golpecito de desplazamiento hasta que el galvanómetro desvíe no más. En ese punto el galvanómetro no está extrayendo ninguna corriente de la fuente desconocida, y la magnitud de voltaje se puede calcular de la posición del contacto de desplazamiento. Este método nulo del balance es una técnica fundamental de la metrología eléctrica .

Como componente eléctrico, el potenciómetro (o el “pote” para el cortocircuito) describe un resistor del tres-terminal con un contacto de desplazamiento que forme un divisor de voltaje ajustable. Si se utilizan los tres terminales, puede actuar como divisor de voltaje variable . Si se utilizan solamente dos terminales (un lado y el limpiador), actúa como un resistor variable o reóstato. Los potenciómetros son de uso general pues los controles para los dispositivos eléctricos tales como un control de volumen de una radio. Los potenciómetros funcionados por un mecanismo se pueden utilizar como transductores de la posición por ejemplo, en una palanca de mando .

Potenciómetro como instrumento de medida

Antes de que la introducción del metro móvil (soltado) calibratable de la bobina, potenciómetros fuera utilizada en voltaje de medición, por lo tanto “- medir” la parte de su nombre. Este método se confina hoy a los estándares trabaja, y no se utiliza normalmente en otras áreas de la electrónica.

El potenciómetro original es un tipo del circuito de puente para los voltajes de medición por la comparación entre una pequeña fracción del voltaje que podría ser medido exacto, después el equilibrio de los dos circuitos de conseguir el flujo actual nulo que podría ser medido exacto. La palabra sí mismo deriva del " de la frase; potencial del voltaje, " y " potential" fue utilizado para referir al " strength." Los potenciómetros originales se dividen en cuatro clases principales enumeradas abajo.

Potenciómetro actual constante

Esto se utiliza para medir voltajes debajo de 1. En este circuito, el voltaje desconocido está conectado a través de una sección del alambre de resistencia los extremos cuyo están conectados con una célula electroquímica que proporcione un constante actual a través del alambre, el emf desconocido estándar, en serie con un galvanómetro, entonces está conectado a través de una sección variable-length del alambre de resistencia usar un contacto de desplazamiento. El contacto de desplazamiento se mueve hasta ningunos flujos de la corriente en o de la célula estándar, según lo indicado por un galvanómetro en serie con el emf desconocido. El voltaje a través de la sección seleccionada del alambre es entonces igual al voltaje desconocido. Todo que permanece es calcular el voltaje desconocido de la corriente y de la fracción de la longitud del alambre de resistencia que fue conectado con el emf desconocido. El galvanómetro no necesita ser calibrado, pues su solamente función es leer cero. Cuando el galvanómetro lee cero, no se extrae ninguna corriente de la fuerza electromotriz desconocida y así que la lectura es independiente de la resistencia interna de la fuente.

Porque el alambre de resistencia se puede hacer muy uniforme en la sección representativa y la resistencia, y la posición del limpiador se puede medir fácilmente, este método se puede analizar para determinar exactamente las incertidumbres en la medida. Cuando los potenciales de medición más grandes que ése produjeron por una célula estándar, un divisor de voltaje externo es utilizado para reducir proporcionalmente el voltaje medido a aproximadamente 1 voltio para la medida por el potenciómetro; las incertidumbres debido a la construcción del divisor de voltaje y a la carga puestas en la fuente por el divisor de voltaje entonces se convierten en parte de la incertidumbre de la medida total.

Potenciómetro constante de la resistencia

El potenciómetro constante de la resistencia es una variación de la idea básica en la cual una corriente variable se alimenta a través de un resistor fijo. Éstos se utilizan sobre todo para las medidas en la gama del milivoltio y del microvoltio.

Potenciómetro del microvoltio

Ésta es una forma del potenciómetro constante de la resistencia descrito sobre pero diseñado para reducir al mínimo los efectos de la resistencia de contacto y del emf termal. Este equipo se utiliza satisfactoriamente abajo a las lecturas de 10 nanovoltio o tan.

Potenciómetro del termopar

Otro desarrollo de los tipos estándar era el “potenciómetro del termopar” modificado especialmente para realizar medidas de la temperatura con los termopares Los potenciómetros para el uso con los termopares también miden la temperatura en la cual los alambres del termopar están conectados, para poder aplicarse la remuneración de la frío-ensambladura para corregir al EMF medido evidente a la temperatura estándar de la frío-ensambladura de 0 grados C.

¡Potenciómetro como componente electrónico

Un potenciómetro es un divisor potencial, un resistor de tres terminales donde está usuario la posición de la conexión de desplazamiento ajustable vía una perilla o un resbalador. Los potenciómetros se proporcionan a veces uno o más interruptores montados en el mismo eje. Por ejemplo, cuando está atada a un control de volumen, la perilla puede también funcionar como un interruptor con. en el volumen más bajo.

Los potenciómetros se utilizan ordinariamente raramente para controlar directo cualquier cosa de energía significativa (más que un vatio ). En lugar se utilizan para ajustar el nivel de las señales analógicas (e. controles del volumen en el equipo audio ), y como entradas de control para que haya circuitos electrónicos. Por ejemplo, un amortiguador ligero utiliza un potenciómetro para controlar la conmutación de un triac y para controlar tan indirectamente el brillo de lámparas.

Construcción de potenciómetros

Un potenciómetro se construye usar un elemento resistente semicircular plano del grafito, con un contacto de desplazamiento (limpiador). El limpiador está conectado a través de otro contacto de desplazamiento con el tercer terminal. En los potes del panel, el limpiador es generalmente el terminal del centro. Para los solos potes de la vuelta, este limpiador viaja típicamente apenas bajo una revolución alrededor del contacto. Los potenciómetros “de varias espiras” también existen, donde el elemento del resistor puede ser el helicoidal y el limpiador puede mover 10, 20, o revoluciones más completas. Además del grafito, otros materiales se pueden utilizar para hacer el elemento resistente. Éstas pueden ser alambre de resistencia, o partículas del carbón del plástico, o una mezcla de cerámica/del metal llamó el cerametal .

Una forma de potenciómetro rotatorio se llama un pote de la secuencia del . Es un potenciómetro de varias espiras con un carrete atado del alambre que da vuelta contra un resorte. Es conveniente para el movimiento de medición y por lo tanto actúa como transductor de posición.

En un pote linear del resbalador, un control de desplazamiento se proporciona en vez de un control del dial. El linear de la palabra también describe la geometría del elemento resistente que es una tira rectangular, no semicircular como en un potenciómetro rotatorio. Debido a la abertura grande para el limpiador y la perilla, este tipo de pote tiene un mayor potencial para conseguir contaminado.

Los potenciómetros se pueden obtener con el las leyes logarítmicas lineares de o (o " El afila el quot de ;).

Potenciómetro linear de la forma cónica
Un potenciómetro linear de la forma cónica del tiene un elemento resistente de la sección representativa constante, dando por resultado un dispositivo donde la resistencia entre el contacto (limpiador) y un terminal del extremo es el proporcional a la distancia entre ellos. La forma cónica linear del describe la característica eléctrica del dispositivo, no la geometría del elemento resistente. Se utilizan los potenciómetros lineares de la forma cónica cuando una relación aproximadamente proporcional se desea entre la rotación del eje y el cociente de división del potenciómetro; por ejemplo, controles usados para ajustar el centro (un análogo) del oscilliscope cathode-ray.

Potenciómetro logarítmico
Un potenciómetro logarítmico de la forma cónica del tiene un elemento resistente que “afile” adentro a partir de un extremo al otro, o se hace de un material cuya resistencia varíe a partir de un extremo al otro. Esto da lugar a un dispositivo donde está logarítmico logarítmico (o inverso dependiendo de tipo) una función el voltaje de la salida del ángulo mecánico del pote.

La mayoría del " (más barato); log" los potes no son realmente logarítmicos, sino utilizan dos regiones de diferente, sino de constante, resistencia para aproximar una ley logarítmica. Un pote del registro se puede también simular con un pote linear y un resistor externo. Los potes verdaderos del registro son más costosos.

Los potenciómetros logarítmicos de la forma cónica son de uso frecuente con respecto a los amplificadores audios.

Reóstatos

Un reóstato es un resistor variable del dos-terminal. Éstos se diseñan a menudo para manejar un voltaje y una corriente mucho más altos. Éstos se construyen típicamente como un alambre resistente envuelto para formar una bobina del toroide con el limpiador que se mueve sobre la superficie superior del toroide, resbalando a partir de una vuelta del alambre hacia el siguiente. Un reóstato se hace a veces de herida del alambre de resistencia en un cilindro de resistencia del calor con el resbalador hecho de un número de dedos del metal que agarren ligeramente sobre una pequeña porción de las vueltas del alambre de resistencia. Los “dedos” se pueden mover a lo largo de la bobina del alambre de resistencia por una perilla de desplazamiento que cambia así el punto “que golpea ligeramente”. Se utilizan generalmente como resistores variables algo que los divisores potenciales variables.

Cualquier potenciómetro del tres-terminal se puede utilizar como resistor variable del dos-terminal, no conectando con el 3ro terminal. Es práctica común conectar el terminal del limpiador con el extremo inusitado de la pista de la resistencia para reducir la cantidad de variación de la resistencia causada por la suciedad en la pista.

Control numérico

Los potenciómetros des control digital (DCP) o el Digipots se pueden utilizar en circuitos análogos del tratamiento de señales para substituir los potenciómetros. Permiten que los pequeños ajustes sean hechos al circuito por el software, en vez de un ajuste mecánico. Porque este tipo de control se pone al día solamente infrecuentemente, tiene a menudo un interfaz serial lento, como el I ² C . Algunos tipos tienen memoria permanente para permitirles recordar sus ajustes pasados cuando se apaga la energía.

La misma idea se puede utilizar para crear controles de volumen de Digitaces, los atenuadores u otros controles bajo control numérico. Tales dispositivos ofrecen generalmente absolutamente un alto nivel de exactitud, y encuentran usos en la instrumentación, las consolas de mezcla y otros sistemas de la precisión.

El DCP no se debe confundir con el Digital al convertidor de análogo (DAC) que crea realmente una señal analógica digital. Un DCP controla solamente una señal analógica existente digital. Sin embargo, algún DACs usar arquitectura resistente de R-2R se ha utilizado funcionalmente como DCPs donde la señal analógica (diversa) se entra al perno del voltaje de la referencia del DAC y la salida atenuada de control digital se toma de la salida del DAC.

Usos de potenciómetros

Los potenciómetros son ampliamente utilizados como controles del usuario, y pueden controlar mismo una gran variedad de funciones del equipo.

El uso extenso de potes en productos electrónicos de consumo ahora ha disminuido en los años 90, con los controles numéricos mas comunes. Sin embargo siguen siendo funcionando en muchos usos. 2 de los usos mas comunes están como controles de volumen y como sensores de posición.

Control audio

Una de las aplicaciones mas comunes para los potenciómetros de baja potencia modernos está como dispositivos de control audios. Ambos potes de desplazamiento (también conocidos como atenuadores) y los potenciómetros rotatorios (comúnmente llamados las perillas) se utilizan regularmente para ajustar intensidad, la atenuación de la frecuencia y otras características de audioseñales.

El “pote del registro” se utiliza como el control de volumen en los amplificadores audios donde también se llama un " pot" audio de la forma cónica;, porque la respuesta de la amplitud del oído humano es también logarítmica. Se asegura de que, en un control de volumen marcara 0 a 10, por ejemplo, un ajuste de 5 sonidos a medias tan ruidosamente como un ajuste de 10. Hay también un pote del anti-registro del o la forma cónica audio reversa del que es simplemente el revés de un pote del registro. Se utiliza casi siempre en una configuración agrupada con un pote del registro, por ejemplo, en un control de balance audio.

Los potenciómetros usados conjuntamente con redes del filtro actúan como controles de tono .

Transductores

Los potenciómetros son también muy ampliamente utilizados como pieza de los transductores de la dislocación debido a la simplicidad de la construcción y porque pueden dar una señal de salida grande.

Teoría de la operación

El potenciómetro se puede utilizar como un divisor potencial del (o divisor de voltaje ) para obtener un voltaje manualmente ajustable de la salida en el resbalador (limpiador) de un voltaje de entrada fijo aplicado a través de los dos extremos del pote. Éste es el más de uso común de potes.

El voltaje a través del R_ \ del mathrm {L} es determinado por la fórmula:

V_ \ mathrm {L} = {R_2 \| R_ \ mathrm {L} \ sobre R_1 + R_2 \| } \ Cdot V_s de R_ \ del mathrm {L}

Las líneas del paralelo indican los componentes paralelamente . Ampliada completamente, la ecuación se convierte:

V_ \ mathrm {L} = {R_2 R_ \ mathrm {L} \ sobre R_1 R_ \ mathrm {L} + R_2 R_ \ mathrm {L} +} \ cdot V_s de R_1 R_2

Aunque no sea siempre el caso, si el R_ \ el mathrm {L} es grandes comparados a las otras resistencias (como la entrada a un amplificador operacional ), el voltaje de la salida se puede aproximar por la ecuación más simple:

V_ \ mathrm {L} = {R_2 \ sobre R_1 + R_2} \ cdot V_s

Como ejemplo, asumir el del V_ \ mathrm {S} = 10 \ \ mathrm {V} , R_1 = 1 \ \ mathrm {k \ Omega} , R_2 = 2 \ \ mathrm {k \ Omega} , y R_ \ mathrm {L} = 100 \ \ mathrm {k \ Omega} .

Puesto que la resistencia de carga es grande comparada a las otras resistencias, el V_ del voltaje de la salida \ el mathrm {L} estarán aproximadamente:

{2 \ \ mathrm {k \ Omega} \ sobre 1 \ \ mathrm {k \ Omega} + 2 \ \ mathrm {k \ Omega}} \ cdot 10 \ \ mathrm {V} = {2 \ sobre 3} \ cdot 10 \ \ mathrm {} \ aproximadamente de V 6.667 \ \ mathrm {V}

Debido a la resistencia de carga, sin embargo, será realmente levemente más bajo: ≈ 6.

Una de las ventajas del divisor potencial comparó a un resistor variable en serie con la fuente es que, mientras que los resistores variables tienen una resistencia máxima adonde fluirá un cierto actual siempre, los divisores pueden variar el voltaje de la salida del máximo (V_S) a molido (voltios cero) como el limpiador se mueve a partir de un extremo del pote al otro. Hay, sin embargo, siempre una pequeña cantidad de la resistencia de contacto .

Además, la resistencia de carga no se sabe a menudo y por lo tanto simplemente la colocación de un resistor variable en serie con la carga podría tener un efecto insignificante o un efecto excesivo, dependiendo de la carga.

Demostración de la física

La determinación del emf de una célula usar un potenciómetro es un experimento clásico que se hace a veces en el bachillerato en la física . Este experimento tiene la ventaja que el emf de una célula puede ser medido sin extraer ningún actual de la célula, en cortocircuito que la medida se puede hacer como si por un voltímetro de la resistencia infinita .

Si un potenciómetro se forma de una longitud (AB) del alambre uniforme de la resistencia atado a una fuente de la C. tal como una batería de plomo, después una célula estándar cuyo conocen a emf (eg.0183 voltios para una célula estándar ) [http://www.uk/tcaep/nonxml/science/constant/details/EMF%20of%20Weston%20standard%20cell.htm] de Weston se pueden utilizar al calibran el potenciómetro.

La célula estándar se ata con alambre en serie con un galvanómetro entre A y una punta de prueba movible en el alambre de resistencia, el galvanómetro dará una lectura cero en el punto X. Entonces el HACHA de la distancia se mide. El experimento se debe repetir para encontrar el punto X donde una lectura actual cero se obtiene para la célula desconocida en la distancia AX'.

Entonces el emf de la célula desconocida puede ser calculado usar:

E = Estandard cell (HACHA de AX'/)

Patentes tempranas

Potenciómetro de la pista del carbón/reóstato, Thomas Edison, 1872
El Maria Hallock-Greenewalt inventó un tipo de reóstato no linear para el uso en su instrumento de la visual-música el Sarabet (patente 1., 1920 )

Ver también

Sensor potenciométrico
Digipot
que determina al emf de células primarias usar el potenciómetro
Condensador de ajuste
Potenciómetro de la secuencia

.

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  • ANZCA
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