Como um potenciômetro mede tensão?

Um potenciômetro, muitas vezes chamado de “potenciômetro”, é um resistor variável com três terminais usado para medir tensão em circuitos eletrônicos. Funciona com base no princípio da divisão da tensão através de um elemento resistivo. Aqui está uma explicação detalhada de como um potenciômetro mede a tensão:

Componentes de um potenciômetro:

  1. Elemento resistivo:
    • O potenciômetro consiste em um elemento resistivo, normalmente uma tira longa e fina de material resistivo. Este material geralmente tem uma resistência uniforme por unidade de comprimento.
  2. Limpador:
    • Um limpador é um contato móvel que faz contato físico com o elemento resistivo. Ele pode deslizar ao longo do comprimento da faixa resistiva.
  3. Terminais:
    • Um potenciômetro tem três terminais: dois terminais fixos conectados às extremidades da tira resistiva (vamos chamá-los de A e B) e um terminal móvel conectado ao limpador (vamos chamá-lo de W).

Princípio da Divisão de Tensão:

  1. Tensão aplicada nos terminais fixos (A e B):
    • Uma fonte de tensão é conectada aos terminais fixos A e B. A diferença de potencial entre A e B representa a tensão total aplicada.
  2. Posição do limpador:
    • À medida que o limpador se move ao longo da faixa resistiva, ele cria uma resistência variável entre o terminal do limpador (W) e qualquer um dos terminais fixos (A ou B). A posição do limpador determina a proporção de resistências em ambos os lados.
  3. Fórmula da Divisão de Tensão:
    • A tensão no terminal do limpador (Vout) é determinada pela fórmula de divisão de tensão: �out=�total×�wiper�totalVout​=Vtotal​×Rtotal​Rwiper​​ onde:
      • �totalVtotal​ é a tensão total aplicada em A e B.
      • �wiperRwiper​ é a resistência entre o terminal do limpador e um dos terminais fixos.
      • �totalRtotal​ é a resistência total entre A e B.
  4. Saída de tensão variável:
    • Ao ajustar a posição do limpador, a resistência entre o terminal do limpador e um dos terminais fixos muda, levando a uma tensão de saída variável. A tensão de saída é uma fração da tensão total aplicada, dependendo da posição do limpador.

Aplicações Práticas:

  1. Controle de volume em sistemas de áudio:
    • Em sistemas de áudio, os potenciômetros são comumente usados ​​como controles de volume. Ajustar o potenciômetro altera a resistência e, consequentemente, a tensão aplicada ao amplificador.
  2. Interruptores dimmer:
    • Potenciômetros são empregados em interruptores dimmer para controle de iluminação. A posição do limpador determina o brilho da fonte de luz conectada.
  3. Entradas de controle em eletrônicos:
    • Os potenciômetros são usados ​​em circuitos eletrônicos para fornecer entradas de controle variáveis, como ajustar o ganho em um amplificador ou definir a tensão de referência em um circuito de sensor.

Tipos de potenciômetros:

  1. Potenciômetro Linear:
    • Em um potenciômetro linear, a resistência varia linearmente ao longo da tira. A mudança na resistência por unidade de comprimento é constante.
  2. Potenciômetro logarítmico (Log):
    • Em um potenciômetro logarítmico, a resistência varia logaritmicamente. Os log pots são frequentemente usados ​​em aplicações de áudio, pois o ouvido humano percebe mudanças no volume logaritmicamente.

Considerações:

  1. Impedância de carga:
    • A impedância de carga conectada ao limpador pode afetar a precisão da medição de tensão. Alta impedância de carga é desejável para queda mínima de tensão.
  2. Qualidade do contato do limpador:
    • A qualidade do contato do limpador com a tira resistiva é crucial para medições confiáveis. Abrasão ou sujeira na tira podem causar ruído e afetar a precisão.

Em resumo, um potenciômetro mede a tensão dividindo a tensão total entre seus terminais fixos usando um elemento resistivo e um limpador móvel. Ajustar a posição do limpador altera a resistência e, consequentemente, a saída de tensão. Este dispositivo versátil encontra aplicações em uma variedade de circuitos eletrônicos para fins de controle e medição.

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