O que é um potenciômetro?
O potenciômetro, abreviado como "vasos", é um resistor com um mecanismo de ajuste mecânico que pode ser ajustado manualmente por seu valor de resistência. O próprio resistor fornece um valor de resistência fixa, usado para prevenir ou "limitar" o fluxo de corrente no circuito. A essência de um potenciômetro é um resistor variável.
O princípio de trabalho de um potenciômetro é ajustar a tensão de saída através de um divisor de tensão e medir com precisão (ou seja, "medir") o potencial, que também é a origem do nome "potenciômetro". O sinal de saída que eles geram é proporcional à posição física do pincel no elemento de resistência e, como um elemento passivo, o potenciômetro pode operar sem fonte de alimentação ou circuito adicional.
Uma breve história de potenciômetros
No cenário de rápido desenvolvimento em pesquisa e desenvolvimento de energia no início do século 19, muitas pessoas começaram a explorar métodos para controlar a quantidade de eletricidade em dispositivos ou circuitos. O conceito de potenciômetro não foi proposto até 1841. Em 1872, Thomas Edison inventou o primeiro potenciômetro prático de carbono.
Os potenciômetros modernos têm volumes menores e maior precisão e vêm em vários tipos e formulários de embalagem de acordo com os requisitos de aplicação. Eles são amplamente utilizados para ajustar o brilho, volume, sinais de áudio, bem como brilho e cor de vídeo, e também podem ser usados como sensores de posição.
Como funciona um potenciômetro?
Princípio de trabalho interno do potenciômetro rotativo
A resistência de um objeto depende de vários fatores, um dos quais é o seu comprimento. Quando o material e a seção transversal são os mesmos, a resistência de um objeto com um comprimento de 10 centímetros é metade do de um objeto com um comprimento de 20 centímetros. O potenciômetro utiliza esse princípio. Ao ajustar a posição linear ou rotacional do contato deslizante no elemento de resistência uniforme, o potenciômetro pode alterar o comprimento do caminho atual, ajustando assim a saída.
A tensão de entrada é aplicada a todo o elemento resistivo, enquanto a tensão de saída é a queda de tensão entre o elemento resistivo fixo e o contato deslizante. A posição do contato deslizante determina a tensão de entrada aplicada ao circuito.
Devido à necessidade de dissipar a potência de entrada, os potenciômetros raramente são usados para controlar a potência superior a 1 watt, pois a potência excessiva pode resultar em aquecimento inaceitável. Pelo contrário, os potenciômetros controlam outros componentes ajustando os sinais analógicos. Por exemplo, um simples regulador de luz usa um potenciômetro para controlar um tiristor bidirecional de três terminais (TRIAC) para ajustar o brilho da luz.
Tipos de potenciômetros
Os potenciômetros são divididos principalmente em duas categorias: potenciômetros analógicos e potenciômetros digitais.
Potenciômetro analógico: Controle a saída por componentes mecânicos de operação manual, geralmente de duas formas: linear e rotativo
Potenciômetro rotativo: Ao girar um botão ou eixo, a resistência e a saída podem ser alteradas. A versão sem eixo usa uma chave de fenda para ajuste, comumente referida como um aparador.
Potenciômetro linear: altera a resistência ao deslizamento, adequado para aplicações que requerem uma relação linear.
Potentiômetro digital: ajusta a saída através de sinais digitais sem a necessidade de operação mecânica. Este artigo se concentra em discutir potenciômetros analógicos.
Outros tipos de potenciômetros analógicos
De acordo com os requisitos de aplicação, os potenciômetros analógicos também incluem os seguintes subtipos:
Predefinições e ajustadores: Componentes montados na placa de pequeno circuito usados para depuração e calibração.
Potenciômetro duplo: combinando dois potenciômetros em um único eixo pode ajustar simultaneamente dois sinais.
Servo potenciômetro: um potenciômetro conectado a um eixo rotativo (como um motor) para detecção de posição.
Potenciômetro logarítmico: a resistência muda logaritmicamente e é comumente usada para ajuste de volume.
Potenciômetro coaxial: dois potenciômetros rotativos são instalados coaxialmente para controle multifuncional.
Potenciômetro deslizante: ajusta a resistência por deslizamento, adequado para misturadores ou equalizadores.
Potenciômetro de deslizamento elétrico: acionado por um pequeno motor CC, usado para controle de automação.
Potenciômetros de volta única e multi-girar: Adequado para aplicativos comuns e de alta precisão, respectivamente.
A diferença entre potenciômetros e rememetros
Os potenciômetros são três componentes terminais comumente usados para controle de tensão; Os varistores são dois componentes terminais usados para controle de corrente. Um potenciômetro pode ser usado como resistor variável desconectando uma extremidade. Os varistores são principalmente resistores de feridas de arame de alta potência usadas para controle de alta corrente de lâmpadas ou motores.
Potenciômetro e codificador rotativo
O codificador rotativo converte o deslocamento angular do eixo em um sinal digital, que é diferente em estrutura e propósito dos potenciômetros. Os potenciômetros são dispositivos analógicos que são fáceis de configurar, enquanto os codificadores rotativos são dispositivos digitais com alta precisão, mas exigem circuitos adicionais para traduzir sinais.
Parâmetros de desempenho de potenciômetros
Resistência: o valor total da resistência do potenciômetro.
Poder nominal: potência máxima tolerável.
Resolução: A precisão depende do movimento do pincel.
Ruído deslizante: ruído elétrico gerado pelo contato interno.
Coeficiente de temperatura: o grau em que a resistência muda com a temperatura.
Vida de vida mecânica: número de ciclos.
Vantagens e desvantagens dos potenciômetros
As vantagens incluem design simples, baixo custo, operação conveniente e uma ampla gama de valores de resistência; As desvantagens são largura de banda limitada, desgaste fácil e possível geração de ruído elétrico.
Aplicações comuns
Como mencionado anteriormente, os potenciômetros são comumente usados em dispositivos ou sistemas de áudio e vídeo para controlar parâmetros como volume, brilho, contraste e cor. Eles também podem ser usados para medição de tensão em equipamentos de teste, bem como a detecção de posição nos sistemas de controle e automação de processos. A flexibilidade dos potenciômetros e seu potencial como resistores variáveis não apenas os limitam a essas aplicações comuns, mas também se estendem a quase todos os aplicativos analógicos e digitais. Desde que seja necessário controlar ativamente o circuito ou receber feedback do circuito, os potenciômetros podem ser usados como uma solução alternativa.
resumir
O potenciômetro é um dispositivo relativamente simples que usa tecnologia madura para obter funções de controle ou medição de tensão em vários dispositivos e sistemas eletrônicos ou elétricos. Eles também podem sentir e medir com precisão o movimento linear ou rotacional.
