Características De Un Potenciómetro Y Cómo Funciona

¿Sabes que es un potenciómetro y cómo funciona? De las numerosas resistencias variables lineales y no lineales disponibles, la más común es el potenciómetro. Este artículo aborda el principio de funcionamiento, construcción, característica y aplicación de un potenciómetro.

1.  Qué es un potenciómetro (olla)

Los potenciómetros o las “ollas”, como se conoce comúnmente en los círculos eléctricos, es una resistencia variable de tres terminales. De sus tres terminales, dos de ellos son fijos y uno es un terminal variable (lineal / giratorio).

El valor de la resistencia se puede cambiar de cero a un límite superior definido, simplemente deslizando manualmente el contacto sobre una tira resistiva. A medida que cambia la resistencia, la corriente a través del circuito cambia y, por lo tanto, de acuerdo con la ley de ohmios, el voltaje a través del material resistivo también cambia.

En sus primeros días de fabricación, se pensaba como una bobina resistiva enrollada de alambre grande, que se podía ajustar para medir la diferencia de voltaje a través de ella. Por lo tanto, el nombre de “potenciómetro” se le dio a este dispositivo, que se acuñó a partir de la combinación de dos palabras: diferencia de potencial y medición.

Ahora que hemos tenido una introducción sobre el potenciómetro, es posible que tengas curiosidad por saber cómo se ve. La figura 1 muestra algunas ollas prácticas, mientras que la figura 2 muestra el símbolo estándar de la misma.

A continuación, analicemos el principio de un potenciómetro y cómo funciona:

2.  ¿Cómo funciona un potenciometro?

Como ya se discutió en, un potenciómetro tiene tres terminales. Cuando se conecta a un circuito, los dos terminales fijos se conectan a los extremos de los elementos resistivos mientras que el tercer terminal se conecta al limpiador.

En el diagrama de circuito que se muestra a continuación, los terminales del potenciómetro están marcados 1, 2 y 3. El suministro de voltaje está conectado a través de los terminales 1 y 3, el cable positivo al terminal uno y el cable negativo al terminal tres. El terminal 2 está conectado al limpiaparabrisas.

Diagrama de circuito del potenciómetro
Diagrama de circuito del potenciómetro

Ahora una mirada más cercana a la figura, podemos ver que en la posición actual del limpiador, hay dos caminos resistivos al igual que el resistor se divide en dos resistores. De estas dos resistencias, la que tenga una ruta resistiva más larga tendrá una resistencia más alta. Esto se debe al hecho de que la resistencia de una resistencia depende de su longitud (ya que R = ρ). Cuanto mayor es la longitud, mayor es la resistencia, siempre que el material de la resistencia y su área de sección transversal permanezca igual.

Por simplicidad, nombremos las dos resistencias, R 1 y R 2 (Consulta la figura). El voltaje del limpiador es en realidad el voltaje a través de R 2. El circuito ahora se ve como un divisor de voltaje, donde el voltaje de salida recibe la ecuación:

  • V out = {R2 / (R1 + R2)} x V; donde V = tensión de alimentación.

Claramente, si queremos cambiar el voltaje de salida, simplemente podemos cambiar el valor de R 2, deslizando el limpiador hacia el terminal 3. Cuando el limpiador está en el terminal 1, R 1 se vuelve cero y el voltaje a través del limpiador es igual que la tensión de alimentación.

Además, cuando el limpiaparabrisas está en el terminal 3, la ruta resistiva efectiva para R 2 es cero, por lo tanto, la resistencia R 2  es cero.

El principio de funcionamiento puede aclararse resolviendo el siguiente ejemplo.

Ejemplo 1

Una resistencia, R 1 de 150Ω está conectado en serie con una resistencia de 50 Ω, R 2 a través de s de una resistencia de 10 Volt suministro ohm como se muestra. Calcule la resistencia en serie total, la corriente que fluye a través del circuito en serie y la caída de voltaje a través de la resistencia de 50 ohmios.

Circuito Potenciómetro
Circuito Potenciómetro

Solución

Como las dos resistencias están en serie, la resistencia total R = R 1 + R 2 = 200Ω. La corriente que fluye a través del circuito será I = V / R = 10/200 = 0.05A. La caída de voltaje a través de R 2 = 50Ω se puede encontrar por regla división de tensión, es decir:

  • V R2 = 10 × (50/200) = 2.5 V

Aquí vemos que si cambiamos el valor de R 1 o R 2, el valor del voltaje en cualquiera de las resistencias estará en el rango de 0-10 V, siempre que la resistencia total del circuito permanezca constante.

Este mismo concepto es el principio detrás de un potenciómetro y cómo funciona. Como en el potenciómetro, la resistencia total no cambia, ya que se utiliza una sola tira resistiva. La división de la resistencia se realiza mediante el limpiador. Y, por lo tanto, los valores de resistencia varían a medida que varía la posición del limpiaparabrisas.

Ahora que hemos discutido el principio de un potenciómetro y cómo funciona, aprendamos ahora cómo son las características de los potenciometros.

3.  Características de los potenciómetros.

Algunas de las características de un potenciómetro y cómo funciona son las siguientes:

  • Taper: La ley de las macetas o la forma cónica de las macetas es una de esas características del potenciómetro en el que se necesita un conocimiento previo, para elegir el dispositivo adecuado para la aplicación deseada. No es más que una relación entre la posición del limpiaparabrisas y la resistencia. Esta relación cuando se traza puede ser lineal, logarítmica o anti-logarítmica, como se muestra en la figura.
Características De Un Potenciómetro Y Cómo Funciona
Características De Un Potenciómetro Y Cómo Funciona (Taper)
  • Códigos de marcado: Al seleccionar un potenciómetro, debe conocer el valor máximo de resistencia que puede alcanzar. Para este propósito, los fabricantes usan códigos de marcado, que indican lo mismo. Por ejemplo, una olla con una resistencia de 100K marcada significa que el límite máximo de la olla es 100kΩ.
  • Dado que también necesitamos conocer el cono de la olla, los fabricantes usan códigos de marcado para indicar también el cono de la olla. Los códigos de marcado difieren de una región a otra. Uno debe tener conocimiento previo de lo que significa un código.
  • Resolución: A medida que variamos la resistencia en el bote, hay una cantidad mínima de resistencia que se puede cambiar. Esto se conoce como la resolución de la olla. Por ejemplo, si digo que la resistencia de la olla es 20kΩ, con una resolución de 5, el cambio mínimo en la resistencia será 0.5Ω, y los valores que obtengamos para el cambio más pequeño serán 0.5, 1.5, 2Ω y así sucesivamente.
  • Resistencia Hop On Hop Off: Como hemos visto en este artículo titulado un potenciómetro y cómo funciona, el elemento resistivo está conectado entre los dos terminales. Estos terminales están hechos de metal de muy baja resistencia. Por lo tanto, cada vez que el limpiador entre o salga de esta región, habrá un cambio repentino en la resistencia. Esta característica de la olla se llama resistencia hop on hop off.

Ahora que se han discutido las características de la olla, echemos un vistazo a cuáles son los tipos de potenciómetros.

4.  Tipos de potenciómetros:

Aunque la construcción básica y el principio de funcionamiento de los potenciómetros son los mismos, difieren en un aspecto que es la geometría del terminal móvil.

En su mayoría, los potenciómetros que encontramos tienen un limpiaparabrisas que gira sobre un material resistivo en forma de arco, hay otro tipo de recipiente donde el limpiador se desliza linealmente sobre una tira resistiva recta.

Tipos de potenciómetros
Tipos de potenciómetros

Basado en la geometría de la tira resistiva, el potenciómetro se puede clasificar ampliamente en dos tipos, discutidos a continuación.

Potenciómetros de tipo rotativo

Como su nombre lo indica, este tipo de potenciómetro tiene un limpiaparabrisas que se puede girar a través de los dos terminales, para variar la resistencia del potenciómetro. Son uno de los tipos comunes de macetas.

Dependiendo de cuántas veces, uno puede girar el limpiaparabrisas, a un potenciómetro y cómo funciona y clasifican en las siguientes categorías:

  • Giro único: estas macetas son uno de los tipos de macetas más utilizados. El limpiaparabrisas solo puede dar una vuelta. Por lo general, hace girar un 3/4 º de la vuelta completa.
  • A su vez múltiples: Estos botes pueden hacer varias rotaciones como 5, 10 o 20. Ellos tienen un limpiaparabrisas en forma de una espiral o hélice, o un tornillo sinfín, para hacer los giros. Conocido por su alta precisión, este tipo de macetas se utilizan donde se requieren alta precisión y resolución.
  • Doble pandilla: por el nombre de esta olla se puede suponer lo que es. No es más que dos ollas con igual resistencia y conicidad se combinan en el mismo eje. Los dos canales se establecen en paralelo.
  • Maceta concéntrica: aquí se combinan dos macetas en ejes colocados de manera concéntrica. La ventaja de usar este tipo de bote es que se pueden usar dos controles en una unidad.
  • Servo pot: “Servo” que significa motor pot es un pote motorizado. Esto significa que su resistencia puede ser ajustada o controlada automáticamente por un motor.
Potenciómetros de tipo rotativo
Potenciómetros de tipo rotativo

Potenciómetros de tipo lineal

El siguiente tipo de macetas es aquel en el que el limpiador se desliza sobre una tira resistiva recta. También son conocidos por los nombres como: control deslizante, potenciómetro deslizante o fader. Se clasifica un potenciómetro y cómo funciona, además en los siguientes tipos:

  • Slide pot: este es el tipo básico de un bote lineal. Tienen una sola tira resistiva sobre la cual el limpiaparabrisas se desliza linealmente. Tienen una buena precisión y están fabricados en húmedo con plástico propicio.
  • Bote de doble deslizamiento: este tipo de bote lineal es solo la calibración de dos botes de deslizamiento en paralelo. Esto significa que tiene un único control deslizante que controla dos macetas en paralelo.
  • Multi turn pot: en una aplicación donde se utiliza la presión y la buena resolución de suma importancia este tipo de toma de fuerza. TIENE un eje, que acciona el control deslizante, que puede girar hasta 5, 10 o 20 veces para mejorar la precisión.
  • Fader motorizado: como su nombre indica, el movimiento del limpiaparabrisas de esta olla está controlado por un motor y, por lo tanto, su resistencia.
Características De Un Potenciómetro Y Cómo Funciona
Potenciómetros lineales

5.  Aplicaciones de potenciómetros

En la aplicación de un potenciómetro y cómo funciona es esencialmente como un divisor de voltaje, sin embargo, también se usa en muchas industrias y aplicaciones. Algunas de las aplicaciones se enumeran a continuación, categóricamente:

Macetas como controladores

Los potenciómetros se pueden usar en aplicaciones de entrada controladas por el usuario, donde existe un requisito de variación manual en la entrada.

Ejemplo…

  • Como, por ejemplo, un pedal del acelerador es a menudo un bote de doble pandilla, que se usa para aumentar la redundancia del sistema. Además, los joysticks que utilizamos en el control de la máquina, son un ejemplo clásico de pot utilizado como entrada controlada por el usuario.
  • Otra aplicación donde se usan macetas como controladores en sistemas de audio. El potenciómetro con cono logarítmico se usa a menudo en dispositivos de control de volumen de audio, esto es así porque nuestra audición tiene una respuesta logarítmica a la presión del sonido. Por lo tanto, una olla cónica logarítmica hará que la transición de un sonido fuerte a uno suave (y viceversa) sea más suave para nuestros oídos. En su mayoría, se utiliza una olla motorizada (con cono logarítmico) para esta aplicación.

Ollas como dispositivos de medición:

La aplicación más común de un potenciómetro y cómo funciona es como dispositivos de medición de voltaje. El nombre en sí tiene esa implicación. Primero se fabricó para el propósito de medir y controlar el voltaje.

Dado que estos dispositivos convierten la posición del limpiador en una salida eléctrica, se utilizan como transductores para medir distancias o ángulos.

Ollas como sintonizadores y calibradores:

Las macetas se pueden usar en un circuito para sintonizarlas y obtener la salida deseada. También durante las calibraciones de un dispositivo, un potenciómetro y cómo funciona preestablecido a menudo se monta en la placa de circuito.

Con esto hemos cubierto casi todos los aspectos para que ahora conozca los conceptos básicos de un un potenciómetro y cómo funciona.

Hagamos un resumen….

  • Potenciómetro o macetas son resistencias variables de tres terminales.
  • Dos terminales son fijos, uno es un contacto deslizante.
  • El contacto deslizante a menudo se denomina limpiaparabrisas.
  • El limpiador se mueve sobre una tira resistiva.
  • La posición del limpiador en la tira resistiva decide la resistencia de la resistencia.
  • La tira resistiva puede estar compuesta de carbono o puede estar enrollada con alambre. Incluso un plástico propicio puede usarse como una tira resistiva.
  • La geometría de la tira resistiva, ya sea un arco o una tira recta, decide la geometría del potenciómetro.
  • Tipos de potenciómetros: lineal y rotativo.
  • El cono, la resolución, la resistencia de salto y salto y los códigos de marcado son las características principales de un potenciómetro.
  • Hay muchas aplicaciones de un potenciómetro y cómo funciona, desde el circuito controlador de audio hasta la medición de distancias, ángulos o voltajes. Es muy versátil en la naturaleza.

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