Para responder a la pregunta de qué es un potenciómetro, es importante entender primero qué es un resistor. Un resistor es un componente eléctrico que impone resistencia eléctrica en un circuito. Su función es regular el flujo de corriente eléctrica induciendo o eliminando resistencia en el circuito. Están disponibles en diferentes tamaños y formas y pueden clasificarse como fijas o variables.
Un resistor fijo funciona con un valor fijo de resistencia, mientras que un resistor variable tiene un valor que puede variarse en un rango especificado. Los resistores variables se clasifican a su vez en resistores variables lineales y no lineales.
El potenciómetro es el resistor variable más utilizado y, por tanto, el más común. Aquí nos centraremos en el potenciómetro. Entremos en materia.
¿Qué es un potenciómetro?
Los potenciómetros son esencialmente resistores que incorporan un mecanismo de ajuste mecánico que permite cambiar su resistencia manualmente. Los resistores, como sabemos, ofrecen un valor de resistencia fijo y bloquean o «resisten» el flujo de corriente eléctrica en un circuito.
En otras palabras, el potenciómetro es un resistor variable que consta de tres terminales entre los cuales dos son fijos y uno es variable. Los dos terminales fijos del potenciómetro se conectan a ambos extremos del elemento resistivo llamado pista y el tercer terminal se conecta al wiper (patín) deslizante. El wiper que se mueve a lo largo del elemento resistivo varía la resistencia del potenciómetro. La resistencia del potenciómetro se modifica cuando el wiper se desplaza por el camino resistivo.
El elemento resistivo del potenciómetro es plano o angular. Si el elemento resistivo es plano, el patín se mueve linealmente. Por el contrario, si el elemento resistivo es angular, el patín se mueve de forma rotativa.
Los materiales utilizados para construir el elemento resistivo del potenciómetro incluyen partículas de carbono en plástico, grafito, hilos resistivos y cermets (combinación de cerámicas y metales).
Símbolo del Potenciómetro
La norma americana y el símbolo estándar internacional del potenciómetro se muestran en la siguiente figura.
La caja rectangular con tres terminales representa el símbolo internacional del potenciómetro, mientras que las líneas en zigzag con tres terminales representan el símbolo estándar americano del potenciómetro.
Diagrama del Potenciómetro
El diagrama de arriba muestra la función de un potenciómetro en un circuito.
El potenciómetro actúa como un divisor de tensión ajustable, variando la posición del wiper a través del material resistivo. La tensión total de entrada se aplica a través de la longitud de la resistencia. Como muestra el diagrama del circuito, la tensión de salida es la caída de tensión -si la hay- entre el contacto fijo y el deslizante.
¿Para qué sirve un potenciómetro?
Después de entender qué es un potenciómetro, la pregunta es: ¿Para qué sirve un potenciómetro? Como ya hemos dicho, los potenciómetros pueden utilizarse como resistores variables o divisores de tensión en circuitos. Se pueden utilizar para cambiar la corriente de un circuito o para reducir la tensión de salida a una fracción de la tensión de entrada.
¿Cómo Funciona un Potenciómetro?
Los potenciómetros funcionan como divisores de tensión que pueden utilizarse tanto para ajustar la tensión de salida de un circuito, como para medir con precisión el potencial eléctrico (de ahí el nombre de potenciómetro). Producen una señal de salida de tensión variable de forma continua y proporcional a la posición física del wiper en el elemento resistivo. Son componentes pasivos, lo que significa que no necesitan una fuente de alimentación ni circuitos adicionales para funcionar.
Como Reóstato
Un potenciómetro puede funcionar como un reóstato haciendo uso de sólo dos de sus terminales: Uno es el Patín y el otro es cualquiera de los dos terminales exteriores. En este caso, el potenciómetro actúa como un resistor variable de dos terminales.
El valor de la resistencia aumenta o disminuye al girar el Patín.
Como Divisor de Voltaje
Otra aplicación útil de los potenciómetros es que pueden utilizarse como divisores de voltaje. Si recuerda, un circuito divisor de voltaje consiste en dos resistores conectados en serie. Se aplica un voltaje en los extremos de los resistores y se toma un voltaje de salida a través de un resistor.
Este sencillo circuito se utiliza para convertir un alto voltaje en un voltaje bajo. Con la ayuda de un potenciómetro, se puede construir un divisor de voltaje similar utilizando los tres terminales.
Se aplica un voltaje de entrada entre los dos terminales exteriores del potenciómetro y el voltaje de salida se toma entre el patín y el terminal exterior que está conectado a GND de la alimentación de entrada.
Como un potenciómetro permite variar la resistencia, se puede variar esencialmente el voltaje de salida del divisor de voltaje. Por lo tanto, se trata de un divisor de voltaje con un voltaje de salida variable.
Tipos de Potenciómetros
Aunque la función es la misma, hay diferentes tipos de potenciómetros disponibles para diversas aplicaciones y casos de uso. Los potenciómetros se clasifican en tres tipos según su funcionamiento:
¿Cuál es la diferencia entre potenciómetros y reóstatos?
La explicación más básica de la diferencia entre estos dos dispositivos es que un potenciómetro es un dispositivo de tres terminales que se utiliza para el control de voltaje. Un reóstato es un dispositivo de dos terminales que se utiliza para el control de corriente. Sin embargo, simplemente dejando desconectada una pata de un potenciómetro, es posible utilizar potenciómetros como reóstatos.
Los reóstatos suelen ser resistores variables de alta potencia bobinados con alambre que se utilizan en aplicaciones de alta corriente para controlar el flujo de corriente a dispositivos como lámparas y motores. Contienen bobinas de alambre de alta resistencia que cambian la resistencia en pasos incrementales cambiando la posición del elemento deslizante en el elemento resistivo. Los reóstatos no se especifican por su valor resistivo, sino por su capacidad para manejar grandes niveles de potencia.
¿Son iguales los potenciómetros y los codificadores rotatorios?
Un codificador rotatorio es un dispositivo electromecánico que convierte la posición angular o el movimiento de un eje en una señal digital. Tanto los potenciómetros como los codificadores rotatorios detectan la rotación de un eje, pero funcionan con principios diferentes, ofrecen distintos niveles de complejidad y requieren configuraciones diferentes.
Los potenciómetros son básicamente dispositivos analógicos, aunque existen variaciones digitales. Los codificadores rotatorios son dispositivos digitales que utilizan lógica binaria para indicar la posición, por lo que se necesita un circuito independiente para traducir su salida en una señal utilizable.
Los potenciómetros ofrecen una configuración más sencilla que los codificadores rotatorios, permiten entradas infinitamente variables, pueden dividir la tensión de forma no lineal y pueden controlar fácilmente otros dispositivos analógicos. Los codificadores rotatorios, por su parte, pueden girar continuamente, tienen una señal digital y ofrecen una resolución excelente. Aunque suelen ser más caros que los potenciómetros, su precisión en el control de motores los hace ideales a su manera para la industria, la automatización y la robótica.
¿Cómo elegir un potenciómetro?
Elegir el potenciómetro adecuado para su aplicación y entorno de instalación es importante.
Entre los factores que deben tenerse en cuenta se incluyen la ubicación de la instalación, el tamaño requerido y el tipo de conexión necesaria. Aunque no todas estas propiedades influirán en los parámetros eléctricos del dispositivo, deben tenerse muy en cuenta para garantizar que se pueda acceder fácilmente al potenciómetro y ajustarlo cuando sea necesario.
Prestar atención a la resistencia máxima de un potenciómetro es una parte fundamental a la hora de seleccionar el dispositivo más adecuado. Los valores del potenciómetro pueden variar mucho entre diferentes modelos, por lo que es importante adaptarlos a los requisitos de la aplicación prevista.
Por ejemplo, si necesita que el dispositivo funcione hasta una resistencia máxima de 1000 ohmios, no debe elegir un dispositivo que solo cubra hasta 100 ohmios. De manera similar, si va a realizar ajustes muy pequeños y precisos de hasta 10 ohmios, lo más probable es que no necesite un potenciómetro con un rango de hasta 1000 ohmios. También debe tener en cuenta que la mayoría de los potenciómetros estándar comienzan en cero ohmios.
Otro factor a tener en cuenta es el tipo de mecanismo de ajuste. En los modelos mecánicos, puede tratarse simplemente de elegir entre un control deslizante o una perilla giratoria. Sin embargo, en algunas aplicaciones, el uso de un determinado tipo o diseño mejorará la facilidad de uso.
Características de un Potenciómetro
Todos los potenciómetros tienen las mismas características, independientemente de su tamaño, formas, etc.
- Tres terminales: Si alguna vez has buscado «qué es un potenciómetro», todas las respuestas que has visto muestran que esta unidad en particular contiene tres terminales. Por lo tanto, los puntos de conexión de los potenciómetros son tres, sin importar el tipo o el tamaño.
- Todos los potenciómetros tienen una parte móvil (puede ser un deslizador, una perilla o un tornillo). Puedes mover esta parte fácilmente para variar la resistencia entre dos terminales (uno de ellos es el del medio.)
- Puede cambiar la resistencia entre el terminal central y uno de los terminales laterales, desde cero hasta la resistencia máxima.
- La resistencia máxima del potenciómetro es la resistencia entre los dos terminales exteriores de un potenciómetro. Este número es constante y es fijo. No puedes cambiar esta resistencia moviendo el deslizador, la perilla o el tornillo.
Aplicaciones del Potenciómetro
Los potenciómetros intervienen en aplicaciones que requieren un cambio gradual de voltaje o resistencia. A continuación se enumeran algunas de las aplicaciones más populares de los potenciómetros.
- Control de audio: Se utiliza sobre todo en las radios para el control de audio. Se pueden utilizar potenciómetros lineales y rotativos, según conveniencia.
- Televisión: Los potenciómetros se utilizan en televisores y ordenadores para controlar el brillo de la imagen, el contraste y la respuesta del color.
- Transductores: Participan en el diseño de transductores de desplazamiento.
- Computación
- Determinar la resistencia interna de una celda de batería.
- Comparar el Campo Electromagnético de dos celdas.
¿Cómo Usar un Potenciómetro en Arduino?
El potenciómetro se puede conectar a la placa Arduino UNO para leer los valores analógicos como se muestra en la siguiente figura. De esta manera se puede utilizar el potenciómetro como un sensor, digamos que para cambiar el brillo al LED. Los dos terminales fijos del potenciómetro se conectan a una tensión fija y el terminal del medio se conecta al pin analógico.
