Potenciómetro: definición, principio de funcionamiento, tipos

Un flujo eléctrico es una oleada de partículas cargadas, como electrones o partículas, que viajan a través de un canal o espacio eléctrico. Se estima como el ritmo neto del flujo de carga eléctrica a través de una superficie o hacia un volumen de control. Las partículas en movimiento se llaman transportadores de carga, que pueden ser uno de los pocos tipos de partículas, dependiendo del transmisor. En los circuitos eléctricos, los transportadores de carga suelen ser electrones que viajan a través de un cable. 

En semiconductores, pueden ser electrones o aberturas. En un electrolito, los transportadores de carga son partículas, mientras que en el plasma, un gas ionizado, son partículas y electrones. La unidad SI de flujo eléctrico es el amperio, o amp, que es la progresión de la carga eléctrica a través de una superficie al paso de un culombio por segundo. El amperio es una unidad base del SI. El flujo eléctrico se estima utilizando un dispositivo llamado amperímetro. Los flujos eléctricos crean campos atractivos, que se utilizan en motores, generadores, inductores y transformadores. En los conductores habituales, provocan el calentamiento Joule, que convierte la luz en luces incandescentes. Los flujos que cambian en el tiempo producen ondas electromagnéticas, que se utilizan en los medios de comunicación para comunicar datos.

Potenciómetro

Un potenciómetro es un dispositivo electrónico que mide la EMF (fuerza electromotriz) de una celda, así como la resistencia interna de la celda. También se utiliza para comparar los campos electromagnéticos de varias células. En la mayoría de las aplicaciones, también se puede usar como una resistencia variable. 

Estos potenciómetros se emplean ampliamente en la producción de equipos electrónicos que permiten a los usuarios modificar los circuitos eléctricos para lograr los resultados deseados. Aunque su aplicación más obvia debe ser para controles de volumen en radios y otros equipos electrónicos relacionados con el audio.

Salida de pines del potenciómetro:

El diagrama de pines del potenciómetro Trimpot se muestra a continuación. Estos potenciómetros vienen en una variedad de formas y tienen tres cables. Estos componentes son fáciles de instalar en una placa de prueba para la creación de prototipos. Este potenciómetro tiene una perilla en la parte superior que se puede girar para ajustar el valor.

• Pin 1 (extremo fijo): este extremo fijo 1 se puede conectar a uno de los extremos del camino resistivo.
• Clavija 2 (extremo variable): este extremo variable se puede conectar al limpiaparabrisas para proporcionar un voltaje variable.
• Pin 3 (extremo fijo): este segundo extremo fijo se puede conectar al otro extremo de la ruta resistiva.

Necesidades para la selección de potenciómetro

Los potenciómetros vienen en una variedad de formas y tamaños, y su selección se basa en requisitos específicos como los que se enumeran a continuación.

• Los requisitos de la Estructura
• Resistencia al Cambio Características
• Elija un potenciómetro según las necesidades de la aplicación.
• Elija la configuración según los requisitos del circuito.

Construcción de un potenciómetro

Un potenciómetro consta de un cable largo con un espacio uniforme del área transversal. Normalmente, el alambre se compone de manganina o constantán. A veces, el cable se puede cortar en ciertas piezas y cada pieza se conecta hacia el extremo de los focos a través de una tira metálica gruesa. Por lo general, serán tiras de cobre. Cada trozo de alambre tiene una longitud de un metro. En su mayor parte, habrá seis trozos de cable y la longitud total del cable es de seis metros. En su mayor parte, la longitud del cable cambia de 4 m a 10 m. Cuanto mayor sea la longitud del cable, mejor será la precisión del potenciómetro.  

El potenciómetro comprende un circuito de conducción que comprende una batería, una llave y un reóstato. Comprende además un galvanómetro y un jinete. Los focos extremos o terminales del potenciómetro están asociados a los focos donde se quiere estimar el contraste de potencial.

Principio de funcionamiento del potenciómetro

El estándar de trabajo fundamental de esto depende de la forma en que la caída del potencial a través de cualquier pieza del cable es directamente relativa a la longitud del cable si el cable tiene una región de sección transversal uniforme y el flujo constante se mueve a través de él. “Cuando no se espera una distinción entre dos centros, hay un flujo eléctrico”.  

Actualmente, el cable del potenciómetro es realmente un cable con alta resistividad (ρ) con una región A de sección transversal uniforme. En consecuencia, a lo largo del cable, tiene una oposición uniforme. En la actualidad, este terminal del potenciómetro asociado con el teléfono de alto EMF, V (ignorando su oposición interna) se denomina celda controladora o fuente de voltaje. Deje que la corriente a través del potenciómetro sea I y R sea la obstrucción total del potenciómetro.

Entonces por la ley de Ohm: 

V = IR

Lo sabemos 

R = ρL/A

De este modo, 

V = YO L/A

As y A son siempre constantes y la corriente I se mantiene constante mediante un reóstato.

Asi que 

L /A = K (constante)

Como resultado, 

V = KL

Suponga que se agrega al circuito una celda E con una FEM más baja que la celda conductora, como se indica. Digamos que es EMF, E. El potenciómetro ahora se ha convertido en E en el cable del potenciómetro, digamos en la longitud x.

E = L ρx/A= Kx

Cuando esta celda se conecta a la longitud adecuada (x) en el circuito ilustrado arriba, no fluirá corriente a través del galvanómetro ya que la diferencia de potencial es igual a cero. Como resultado, el galvanómetro G muestra detección nula. La longitud (x) se denomina longitud del punto nulo. Ahora que tienes la constante K y la longitud x, puedes resolver el problema. Podremos localizar el misterioso EMF.

E = L ρx/A=Kx

En segundo lugar, la EMF de dos celdas se puede comparar suponiendo que la primera celda de EMF, E ₁ tiene un punto nulo en la longitud L ₁ y la segunda celda de EMF, E ₂ tiene un punto nulo en la longitud L ₂ .

Después,

Mi ₁ / Mi ₂ = L ₁ / L ₂

Tipos de potenciómetros

Un potenciómetro también se conoce normalmente como una olla. Estos potenciómetros tienen tres asociaciones de terminales. Un terminal está asociado con un contacto deslizante llamado limpiaparabrisas y los otros dos terminales están asociados con una pista de obstrucción decente. El limpiaparabrisas se puede mover a lo largo de la pista resistiva mediante la utilización de un control deslizante recto o un contacto de «limpiaparabrisas» giratorio. Tanto los controles giratorios como los directos tienen actividades fundamentales similares.  

El tipo de potenciómetro más conocido es el potenciómetro giratorio de una sola vuelta. Este tipo de potenciómetro se utiliza con frecuencia en el control de volumen de sonido (forma logarítmica) al igual que en muchas otras aplicaciones. Se utilizan varios materiales para construir potenciómetros, incluida la estructura de carbono, el cermet, el plástico conductor y la película de metal.

• Potenciómetros rotativos:

Estos son los tipos de potenciómetros más reconocidos, donde el limpiaparabrisas se mueve a lo largo de un camino indirecto. Estos potenciómetros se utilizan principalmente para obtener un suministro de voltaje variable a una parte insignificante de los circuitos. La mejor ilustración de este potenciómetro giratorio es el regulador de volumen de un semiconductor de radio donde el mango pivotante controla el stock actual hacia el intensificador.  

Este tipo de potenciómetro incorpora dos contactos terminales donde se puede ubicar una obstrucción predecible en un modelo de semi-rotonda. Y además, recuerda un terminal para el centro que se asocia al contrario mediante un contacto deslizante que se conecta a través de una manija giratoria. El contacto deslizante se puede girar girando la manija sobre la obstrucción de media rotonda. La tensión de este se puede conseguir entre los dos contactos de obstrucción y el de deslizamiento. Estos potenciómetros se utilizan en cualquier lugar donde el control de voltaje de nivel es esencial.

• Potenciómetros lineales:

En este tipo de potenciómetros, el limpiaparabrisas se mueve en línea recta. También llamado potenciómetro deslizante, control deslizante o atenuador. Este potenciómetro es como el tipo rotacional, sin embargo, en este potenciómetro, el contacto deslizante básicamente enciende la resistencia directamente. La asociación de los dos terminales de la resistencia está asociada a través de la fuente de voltaje. Un contacto deslizante en la resistencia se puede mover para utilizar una vía asociada con la resistencia.  

La terminal de la resistencia está asociada con el deslizamiento que está asociado con una terminación del rendimiento del circuito y una terminal más está asociada con la otra terminación del rendimiento del circuito. Este tipo de potenciómetro se usa principalmente para determinar el voltaje en un circuito. Se utiliza para cuantificar la oposición interna de la celda de la batería y, además, se utiliza en los marcos de combinación del ecualizador de sonido y música.

• Potenciómetro mecánico:

Hay varios tipos de potenciómetros disponibles en la mira, en los que los tipos mecánicos se utilizan para controlar físicamente para cambiar la obstrucción así como el rendimiento del dispositivo. No obstante, se utiliza un potenciómetro computarizado para cambiar su oposición naturalmente dependiendo del estado dado. Este tipo de potenciómetro funciona exactamente como un potenciómetro y su obstrucción se puede cambiar a través de correspondencia avanzada, por ejemplo, SPI, I ₂ C en lugar de girar el mango simplemente.  

Estos potenciómetros se denominan POT debido a su diseño moldeado POT. Incorpora tres terminales como I/p, o/p y GND junto con un asa en su cenit. Este mango funciona como un control para controlar a la oposición girándolo en los dos sentidos, como en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario a las agujas del reloj.  

La desventaja fundamental de los potenciómetros computarizados es que básicamente se ven afectados por varios factores naturales como el suelo, el polvo, la humedad, etc. Para superar estos inconvenientes, se ejecutaron potenciómetros avanzados (digiPOT). Estos potenciómetros pueden trabajar en condiciones como residuos, tierra, humedad sin cambiar su actividad.

• Potenciómetro digital:

Los potenciómetros avanzados también se denominan digiPOT o resistencias variables que se utilizan para controlar señales simples utilizando microcontroladores. Estos tipos de potenciómetros dan una oposición o/p que se puede cambiar dependiendo de fuentes de datos avanzadas. Algunas veces, estos también se denominan RDAC (convertidores resistivos avanzados a simples). El control de este dígito debería ser posible mediante señales avanzadas en lugar de mediante desarrollo mecánico.  

Cada progresión en el taburete escalonado de resistencia incorpora un interruptor que está asociado con el terminal o/p del potenciómetro avanzado. La proporción de la obstrucción en el potenciómetro no está grabada en piedra a través de la empresa seleccionada sobre el taburete. En general, estos medios se muestran con un poco de estima, por ejemplo. 8 piezas equivalen a 256 etapas.  

Este potenciómetro utiliza convenciones avanzadas, por ejemplo, I²C en cualquier caso Bus SPI (interfaz periférica en serie) para marcar. La mayor parte de estos potenciómetros utiliza básicamente memoria inestable por lo que no recuerdan su ubicación cada vez que se apagan y su último punto puede ser guardado por el FPGA o el microcontrolador al que están asociados.

Características de un potenciómetro

Los atributos de un potenciómetro incorporan el acompañamiento.  

• Es increíblemente preciso, ya que elimina la estrategia de evaluación en lugar del proceso de redirección para decidir los voltajes no identificados.
• Decide el punto de equilibrio en cualquier caso inválido, por lo que no es necesario preocuparse por la potencia para la medición.
• El funcionamiento del potenciómetro se libera de la obstrucción de la fuente ya que no hay progresión de la corriente a lo largo del potenciómetro mientras se ajusta.
• Los atributos principales de este potenciómetro son el objetivo, el ajuste, los códigos de verificación y la oposición de rebote o salto.

Sensibilidad del potenciómetro

La afectación del potenciómetro se puede caracterizar como la variedad menos potencial que se determina con la ayuda de un potenciómetro. Su afectabilidad se basa principalmente en la estimación de la pendiente potencial (K). Cuando el valor de la pendiente potencial es bajo, la diferencia potencial que un potenciómetro puede determinar es más pequeña y, luego, la sensibilidad del potenciómetro es mayor.  

De esta forma, para una probable divergencia dada, la afectabilidad del potenciómetro puede incrementarse a través del incremento en la longitud del potenciómetro. La sensibilidad del potenciómetro también se puede ampliar por las razones adjuntas.  

• Al expandir la longitud del potenciómetro
• Al disminuir la progresión de la corriente dentro del circuito a través de un reóstato
• Los dos procedimientos ayudarán a disminuir el valor de la inclinación esperada y expandir la resistividad.

Medición de Voltaje por Potenciómetro

La estimación del voltaje debería ser posible utilizando un potenciómetro en un circuito es una idea excepcionalmente básica. En el circuito, se debe cambiar el reóstato y se puede cambiar el movimiento de la corriente a través de la resistencia para que por cada unidad de longitud de la resistencia, se pueda disminuir un voltaje definido.  

Ahora tenemos que conectar una terminación de la rama al inicio de la resistencia, aunque el otro extremo se puede conectar al contacto deslizante de la resistencia con un galvanómetro. Por lo tanto, actualmente necesitamos mover el contacto deslizante sobre la resistencia hasta que el galvanómetro muestre desviación cero. Cuando el galvanómetro llega a sus estados cero, debemos tomar nota de la posición que examina en la escala de la resistencia y, en vista de eso, podemos encontrar el voltaje en el circuito. Para un mejor arreglo, podemos cambiar el voltaje por cada unidad de longitud de la resistencia.

Aplicaciones de potenciómetros

Los potenciómetros se utilizan en una variedad de aplicaciones.

• Potenciómetro como divisor de tensión:

Un voltaje de entrada establecido aplicado a través de los dos extremos del potenciómetro se puede usar como un divisor de voltaje para crear un voltaje de salida ajustable manualmente en el control deslizante. El voltaje de carga a través de RL ahora se puede calcular de la siguiente manera:

V _L = R ₂ R _L . V _S /(R ₁ R _L + R ₂ R _L + R ₁ R ₂ )

• Control de sonido:

Los dispositivos de control de audio, como los potenciómetros deslizantes, son uno de los usos más populares de los potenciómetros contemporáneos de baja potencia. Los potenciómetros deslizantes (faders) y los potenciómetros giratorios (perillas) se usan comúnmente para atenuar la frecuencia, ajustar el volumen y otras características de la señal de audio.

• Televisión:

El brillo de la imagen, el contraste y la respuesta del color se controlaron mediante potenciómetros. La «retención vertical», que afectaba la sincronización entre la señal de imagen recibida y el circuito de barrido interno del receptor, a menudo se ajustaba con un potenciómetro (un vibrador múltiple).

• Transductores:

Quizás la aplicación más conocida es la estimación de la eliminación. Para cuantificar el desalojo del cuerpo, que es portátil, se asocia al componente deslizante situado en el potenciómetro. A medida que el cuerpo se mueve, la ubicación del control deslizante también cambia, por lo que también cambia la oposición entre el punto correcto y el control deslizante. Debido a esto, el voltaje a través de estos focos también cambia.  

El ajuste de obstrucción o el voltaje es correspondiente al ajuste de la eliminación del cuerpo. En consecuencia, el cambio de voltaje muestra la eliminación del cuerpo. Esto se puede utilizar para la estimación del desplazamiento traslacional y rotacional. Dado que estos potenciómetros funcionan con la directriz de oposición, también se denominan potenciómetros resistivos. Por ejemplo, la revolución del eje puede dirigirse a un punto, y la proporción de división de voltaje puede hacerse correspondiente al coseno del punto.

Ventajas del potenciómetro

Las partes altas del potenciómetro incorporan el acompañamiento.  

• No hay posibilidad de cometer errores ya que utiliza la estrategia de reflexión cero.
• La normalización debería ser posible utilizando una celda ordinaria directamente
• Se utiliza para cuantificar pequeñas fem debido a su excepcional sensibilidad.
• En vista del requisito previo, la longitud del potenciómetro se puede ampliar para obtener precisión.
• En el momento en que el potenciómetro se utiliza en el circuito para la estimación, entonces no consume corriente.
• Se utiliza para cuantificar la obstrucción interna de una celda al igual que la fem de dos celdas, pero al usar un voltímetro, es imposible.

Desventajas del potenciómetro

Los perjuicios del potenciómetro incorporan el acompañamiento.  

• El uso del potenciómetro no es ventajoso
• El espacio del segmento transversal del cable del potenciómetro debería ser confiable, por lo que básicamente es absurdo.
• Mientras realiza una prueba, la temperatura del cable debe ser constante, pero esto es difícil debido a la corriente actual.
• El principal inconveniente de esto es que necesita una potencia colosal para mover su limpiaparabrisas o contactos deslizantes. Hay desintegración debido al desarrollo del limpiaparabrisas. Por lo que disminuye la vida del transductor
• La capacidad de transferencia de datos está restringida.

Ejemplos de preguntas 

Pregunta 1: ¿Cuál es el concepto detrás de un potenciómetro?

Responder:

El potenciómetro opera con el concepto de que la diferencia de potencial entre dos ubicaciones en un conductor uniforme que lleva corriente es proporcional a la distancia entre ellas.

Pregunta 2: La resistividad de un cable de potenciómetro se da como 5 x 10-6 Ωm. El área de la sección transversal del alambre se da como 6 x 10-4 m2. Encuentre el gradiente de potencial si una corriente de 1 A fluye a través del alambre.

Responder:

 K = V/L

= IR/L

= (IρL/A)/L

= Iρ/A

Sustituyendo los valores obtenemos K =1x 5 x 10 ^-6 /6 x 10 ^-4 m ² = 0,83 x 10 ^-2 v/m

Pregunta 3: ¿Cuáles son las ventajas del potenciómetro?

Responder:

Las ventajas del potenciómetro incorporan el acompañamiento.  

1. No hay posibilidad de cometer errores ya que utiliza la estrategia de reflexión cero.
2. La normalización debería ser posible utilizando una celda ordinaria directamente
3. Se utiliza para cuantificar pequeñas fem debido a su excepcional sensibilidad.
4. En vista del requisito previo, la longitud del potenciómetro se puede ampliar para obtener precisión.
5. En el momento en que el potenciómetro se utiliza en el circuito para la estimación, entonces no consume corriente.
6. Se utiliza para cuantificar la obstrucción interna de una celda al igual que la fem de dos celdas, pero al usar un voltímetro, es imposible.

Pregunta 4: ¿Qué es el potenciómetro?

Responder:

Un potenciómetro es un dispositivo electrónico que mide la EMF (fuerza electromotriz) de una celda, así como la resistencia interna de la celda. También se utiliza para comparar los campos electromagnéticos de varias células. En la mayoría de las aplicaciones, también se puede usar como una resistencia variable. Estos potenciómetros se emplean ampliamente en la producción de equipos electrónicos que permiten a los usuarios modificar los circuitos eléctricos para lograr los resultados deseados. Aunque su aplicación más obvia debe ser para controles de volumen en radios y otros equipos electrónicos relacionados con el audio.

Pregunta 7: ¿Cuáles son las características de un potenciómetro?

Responder:

Los atributos de un potenciómetro incorporan el acompañamiento.  

• Es increíblemente preciso, ya que elimina la estrategia de evaluación en lugar del proceso de redirección para decidir los voltajes no identificados.
• Decide el punto de equilibrio en cualquier caso inválido, por lo que no es necesario preocuparse por la potencia para la medición.
• El funcionamiento del potenciómetro se libera de la obstrucción de la fuente ya que no hay progresión de la corriente a lo largo del potenciómetro mientras se ajusta.
• Los atributos principales de este potenciómetro son el objetivo, el ajuste, los códigos de verificación y la oposición de rebote/salto.