Potentiometer: Aanpassen en meten van elektrische weerstanden

Een potentiometer is een elektrisch onderdeel dat wordt gebruikt om een elektrische weerstand in te stellen en te meten. Hij bestaat uit een draaibare wiper die via een as verbonden is met een weerstand.

De potentiometer wordt vaak gebruikt als instelbare weerstand. Door aan de as te draaien, kan de weerstandswaarde worden veranderd en zo de stroom of spanning in een elektrisch circuit worden aangepast. Hij kan bijvoorbeeld worden gebruikt als volumeregelaar in audiosystemen of als helderheidsregelaar in verlichtingssystemen.

Een potentiometer wordt ook gebruikt om de positie van een wiper te meten. In dit geval wordt hij gebruikt als sensor om bijvoorbeeld de positie van een joystick of een schuifregelaar te bepalen.

Een potentiometer is een elektrisch onderdeel dat wordt gebruikt om een variabele spanning of een variabele weerstand te leveren. Hij bestaat uit een vaste weerstand (het zogenaamde weerstandselement) en een wiper die over de weerstand kan schuiven.

De werking van een potentiometer is gebaseerd op het principe van de spanningsdeler. Het weerstandselement is meestal een lange, dunne draad of een laag koolstof of een andere geleidende stof. De ingangsspanning (meestal een constante spanning) wordt toegepast op beide uiteinden van het weerstandselement. De wisser, die met een contact op het weerstandselement wordt gedrukt, kan langs het weerstandselement worden bewogen.

Als de wisser in het midden van het weerstandselement wordt geplaatst, verdeelt hij de ingangsspanning in twee gelijke delen, omdat de weerstand aan beide kanten van de wisser gelijk is. Dit betekent dat de spanning op de wisser de helft van de ingangsspanning is. Als de wisser langs het weerstandselement wordt bewogen, verandert de verhouding van de verdeelde spanningen. Als de wisser bijvoorbeeld dichter bij het ene uiteinde van het weerstandselement ligt, zal de spanning bij de wisser dichter bij de ingangsspanning liggen.

De positie van de afstrijker bepaalt dus het deel van de ingangsspanning dat bij de afstrijker kan worden afgetapt. Deze afgetapte waarde kan dan worden gebruikt als variabele spanning of variabele weerstand.

De fysische principes die ten grondslag liggen aan de werking van een potentiometer zijn de wet van Ohm (spanning is evenredig met weerstand en stroom), het principe van de spanningsdeler en de eigenschappen van elektrische stroom en weerstand.

Er zijn verschillende soorten potentiometers, die verschillende kenmerken hebben afhankelijk van de toepassing en het ontwerp. Hier zijn enkele van de meest voorkomende types potentiometers:

1. lineaire potentiometers: Deze potentiometers hebben een lineaire verandering in weerstand over het rotatiebereik. Dit betekent dat de weerstand in gelijke stappen toeneemt of afneemt als de knop van de potentiometer wordt gedraaid.

2. logaritmische potentiometers: Deze potentiometers, ook bekend als audiopotentiometers of logpotentiometers, hebben een logaritmische verandering in weerstand over het rotatiebereik. Dit maakt een nauwkeurigere regeling mogelijk in toepassingen zoals audioversterkers of volumeregelaars, omdat de menselijke perceptie van volume logaritmisch is.

3. multiturn-potentiometers: Deze potentiometers hebben meerdere omwentelingen, wat betekent dat de weerstand kan worden gewijzigd over meerdere omwentelingen van de potentiometerknop. Hierdoor kan de weerstand fijner en nauwkeuriger worden ingesteld.

4. trimpotentiometers: Deze potentiometers zijn klein en worden vaak gebruikt als instelweerstanden in elektronische schakelingen. Ze worden meestal ingesteld met een schroevendraaier en hebben een lage resolutie.

5. digitale potentiometers: Deze potentiometers gebruiken digitale circuits in plaats van mechanische weerstanden om de weerstandswaarde in te stellen. Ze kunnen elektronisch worden geregeld en worden vaak gebruikt in toepassingen zoals digitale circuits, audioversterkers en meetapparatuur.

De verschillen tussen deze potentiometers zitten in de manier waarop ze werken, hun toepassingsgebied en hun nauwkeurigheid. Lineaire potentiometers zijn zeer geschikt voor toepassingen waarbij een gelijkmatige verandering van de weerstand vereist is, terwijl logaritmische potentiometers de voorkeur genieten voor audio- of volumeregelingstoepassingen. Met multiturn potentiometers kan de weerstand nauwkeuriger worden ingesteld, terwijl trimming potentiometers worden gebruikt voor fijnafstellingen in elektronische circuits. Digitale potentiometers bieden de mogelijkheid om de weerstand elektronisch te regelen en kunnen worden gebruikt in complexe schakelingen. De keuze van de juiste potentiometer hangt af van de specifieke toepassing, de gewenste functies en de vereiste nauwkeurigheid.

Een potentiometer wordt in elektronische schakelingen gebruikt om de elektrische weerstand variabel aan te passen. Hij bestaat uit een weerstandselement dat vaak is uitgevoerd als een draaiende wiper en dat kan worden bewogen tussen de aansluitingen van de potentiometer. De weerstandswaarde van de potentiometer kan worden veranderd door de wiper te bewegen.

Potentiometers worden in veel verschillende toepassingen gebruikt, zoals volumeregelaars, helderheidsregelaars voor displays, spanningsdelers in analoge schakelingen of als sensorelementen voor het meten van mechanische bewegingen.

Een voordeel van potentiometers ten opzichte van andere soorten weerstanden, zoals vaste weerstanden, is dat ze variabel instelbaar zijn. Hierdoor kan de weerstandswaarde precies worden aangepast aan de vereisten van de schakeling. Met potentiometers kan de weerstand traploos worden aangepast, terwijl vaste weerstanden alleen discrete waarden hebben.

Een ander voordeel is de eenvoudige bediening. Potentiometers kunnen eenvoudig worden gedraaid of verplaatst om de weerstandswaarde aan te passen. Bij vaste weerstanden moet je solderen om ze te vervangen.

Potentiometers bieden ook een snelle en eenvoudige manier om elektrische signalen te regelen. Door de weerstandswaarde te veranderen, kan de stroom- of spanningswaarde in het circuit worden aangepast.

Kortom, potentiometers zijn veelzijdig in elektronische schakelingen en bieden het voordeel van variabele instelbaarheid, waardoor ze zich onderscheiden van andere soorten weerstanden.

Potentiometers hebben verschillende toepassingsgebieden in de praktijk. Hier volgen enkele voorbeelden:

1. volumeregeling: potentiometers worden vaak gebruikt in audioapparatuur zoals versterkers, mengpanelen en luidsprekers om het volume te regelen.

2. helderheidsregeling: In apparaten zoals televisies, monitoren en lampen kunnen potentiometers worden gebruikt om de helderheid van het scherm of de verlichting aan te passen.

3. temperatuurregeling: Potentiometers worden gebruikt in verwarmings- en airconditioningsystemen om de gewenste temperatuur in te stellen.

4. positiebepaling: Potentiometers worden in verschillende toepassingen gebruikt om de positie te bepalen, bijvoorbeeld om servomotoren, robots of stappenmotoren aan te sturen.

5. meetinstrumenten: potentiometers worden gebruikt in verschillende meetinstrumenten zoals voltmeters, ampèremeters en ohmmeters om elektrische grootheden te meten.

6. besturing van elektronische apparaten: potentiometers worden gebruikt in elektronische apparaten zoals radio's, gitaarversterkers en synthesizers om parameters zoals geluid, toonhoogte of effecten aan te passen.

Deze lijst is niet volledig, aangezien potentiometers op veel verschillende gebieden van elektronica en mechanica kunnen worden gebruikt. Hun gebruik hangt af van de specifieke vereisten van de toepassing in kwestie.