Een volledige gids voor potentiometers

Een potentiometer is een type variabele weerstand. Deze passieve componenten zijn ontworpen om elektrische weerstand te regelen, gemeten in Ohm (Ω). Er zijn verschillende variaties beschikbaar, waaronder trimmer- en draaipotentiometers, maar het functionele principe blijft hetzelfde.

Potentiometers werken door een ingangsspanning op te vangen en verschillende hoeveelheden naar een circuit over te brengen. Deze hoeveelheid wordt bepaald door de positie van de wiper (soms ook schuif genoemd) op een weerstandspad. Deze uitleg beschrijft kort hoe potentiometers kunnen worden gebruikt als spanningsregelaars, maar ze kunnen ook worden gebruikt om verschillende weerstandsniveaus te introduceren, om de elektromotorische kracht (EMK) van twee cellen te vergelijken, of om het vermogen in een circuit te regelen. In het laatste geval is het een reosta.

Een typisch voorbeeld van een potentiometerapplicatie is de volumeregeling op radio- en stereosystemen. Sommige hebben nog steeds analoge draaipotentiometers geïnstalleerd en ondanks toenemende digitalisering worden potentiometers vaak gebruikt in elektronica zoals deze.

Potentiometers kunnen ook worden aangeduid als pots of potmeters.

Potentiometers worden vaak gebruikt in diverse apparaten, zowel in industriële als consumententoepassingen. Enkele veelvoorkomende toepassingen van potentiometers zijn:

• Mechanische roterende encoders voor eenvoudige snelheidsregeling
• Vergelijken van de EMK van een standaardcel en een batterijcel
• Regelen van de elektrische eigenschappen van diverse apparaten zoals oscillatoren
• Volumeregeling in audioapparatuur
• Balanceren of herstellen van de weerstandswaarde om ongewenste veranderingen te voorkomen

Het moet worden opgemerkt dat potentiometers meer kunnen doen dan alleen weerstand regelen. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als polariteitsomvormers. In deze toepassing worden ze aangesloten op twee verschillende gelijkstroombronnen. De positieve en negatieve terminals zijn aan één kant van de potentiometer aangesloten in het +/- patroon, en de tegenovergestelde kant aan de andere kant. Dit betekent dat het nulpunt precies in het midden ligt. Een toepassing voor deze functionaliteit zijn de balansregelaars van audiosystemen.

Pots zijn ook ideaal voor gebruik met instelapparaten die zeer nauwkeurige weerstandswaarden vereisen.

Potentiometers bestaan in essentie uit drie hoofdonderdelen - een weerstandselement, de wiper en drie terminals. Twee van de terminals zijn voor de weerstandsstrip en de wiper (de middelste pin). Binnenin zijn de twee buitenste aansluitklemmen bedraad met het weerstandselement. Dit is meestal draadgewonden en gemaakt van een materiaal zoals geleidend plastic, koolstof of cermet.

De wiper maakt contact met het Ohmse component via de terminals. De wiper is een schuifcontact en als deze over het pad wordt bewogen, verandert de stroom die door het circuit loopt. Bij mechanische trimmerpotentiometers wordt dit bereikt met een draaischakelaar, schuif of schroef.

De verdeelde spanning wordt gegenereerd bij de derde aansluitklem. Als er bijvoorbeeld 16V wordt aangelegd en de potentiometer volledig is ingesteld op het positieve contact, levert het derde contact de volledige spanning. Als de potentiometer echter precies tussen de positieve en negatieve lijnen is ingesteld, heeft de derde aansluitklem slechts 8V - de helft van het spanningspotentieel. Als de potentiometer is uitgelijnd met de negatieve aansluitklem, is het uitgangspotentieel nul. Het moet worden opgemerkt dat deze functies alleen van toepassing zijn op potentiometers met een lineaire taper, dus niet op alle variaties.

Aandacht besteden aan de maximale weerstand van een potmeter is een essentieel onderdeel van het selecteren van het meest geschikte apparaat. Potentiometerwaarden kunnen sterk variëren tussen verschillende modellen, dus het is belangrijk om deze af te stemmen op de vereisten van uw beoogde toepassing.

Als u bijvoorbeeld wilt dat het apparaat werkt tot een maximale weerstand van 1.000 Ohm, moet u geen apparaat kiezen dat slechts tot 100 Ohm reikt. Evenzo, als u zeer kleine, nauwkeurige aanpassingen tot 10 Ohm zult maken, is de kans groot dat u geen pot nodig heeft met een bereik tot 1.000 Ohm. U moet er ook rekening mee houden dat de meeste standaard potentiometers beginnen bij nul Ohm.

Het kiezen van de juiste potentiometer voor uw toepassing en installatieomgeving is belangrijk.

Factoren die in overweging moeten worden genomen, zijn de installatielocatie, de vereiste grootte en het benodigde aansluittype. Hoewel niet al deze eigenschappen de elektrische parameters van het apparaat zullen beïnvloeden, moeten ze toch zorgvuldig worden overwogen om ervoor te zorgen dat de pot gemakkelijk toegankelijk en indien nodig verstelbaar is.

Een andere factor om rekening mee te houden is het type aanpassingsmechanisme. Bij mechanische modellen kan dit simpelweg de keuze zijn tussen een schuif- of draaiknop. In sommige toepassingen zal het gebruik van een bepaald type of ontwerp echter de bruikbaarheid verbeteren.

Taper

Er zijn twee taper types - logaritmisch en lineair. Uw specifieke toepassing bepaalt het taper type dat u nodig heeft.

Met een lineaire taper varieert de weerstand tussen de wiper en het pad met een constante snelheid. Als de wiper halverwege het pad schuift, is de weerstand dan de helft van de totale weerstand.

Omgekeerd varieert de weerstand niet met een consistente snelheid in apparaten met een logaritmische taper. In plaats daarvan beweegt de weerstand exponentieel naar beneden of omhoog. Dit betekent dat als de wiper halverwege het pad schuift, dit geen weerstand zal opleveren die de helft van het totaal is.