El Potenciómetro es un dispositivo compuesto por dos resistencias en serie, cuyos valores pueden ser ajustados a gusto del usuario es decir, se requiere para poder controlar, dividir o regular el voltaje de un sistema eléctrico En el artículo de hoy, le explicaremos con detalle las funciones de este componente y más.
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¿Qué es un Potenciómetro?
El potenciómetro o mejor conocido como Pot, es un instrumento que posee una resistencia variable que puede ser ajustada y de esta manera utilizarse para conocer las medidas de las posiciones de un ángulo en un giro. Los potenciómetros por lo general poseen tres partes que los componen y funcionan con una corriente baja, en los casos que se necesite una corriente mayor se utilizan los reóstatos, que son otros instrumentos parecidos a este dispositivo, pero que han sido diseñados para este tipo de situaciones de mayor voltaje.
Estos instrumentos son los que generalmente establecen una salida en muchos dispositivos electrónicos. Por ejemplo, en un altavoz el potenciómetro es el encargado de dar ajuste al volumen; mientras que en un televisor o un monitor de ordenador su tarea es controlar el brillo en sus pantallas.
El valor o símbolo con el que se representa la medida tomada por este instrumento es el ohmio, representado también con el signo Ω, como ocurre con las resistencias, y dicho valor estará dirigido siempre a la resistencia máxima que pueda tener el instrumento, mientras que el mínimo valor será 0 en todas las ocasiones. Por ejemplo, un modelo de este instrumento que posea 5 Ω tendrá una resistencia que estará variando entre 0 Ω y 5000 Ω.
La versión más simple de este instrumento tiene integrada una resistencia de control mecánico. Los primeros modelos y en su mayoría los más sencillos de emplear, son los ya mencionados reóstatos.
¿Para qué sirve?
El objetivo central de este instrumento está orientado a impedir el paso de la corriente eléctrica, es decir, a regular la intensidad de la misma. De esta manera lo que causa este instrumento es una caída en la tensión, que no es otra cosa que la resistencia del artefacto.
La única diferencia que puede existir entre la tensión y la resistencia para este dispositivo es que el valor que viene dado por la resistencia puede variar tras las modificaciones. No obstante, si la resistencia es fija, dichos valores no se alterarían.
¿Cómo funciona?
Como ya se ha mencionado, el valor expresado en este instrumento, al igual que en las resistencias, está medido en ohmios o con el símbolo Ω y la medida máxima que puede alcanzar estará determinada por el alcance de la resistencia.
El funcionamiento de este instrumento radica en la reducción o caída de la corriente eléctrica, así como la resistencia de la misma. Por ende, los valores de inicio pueden verse alterados luego de haber detenido el paso de la corriente.
Este instrumento cuenta con una resistencia a cada lado y una de ellas está conectada con el control encargado del deslizamiento del aparato, su labor es aumentar o bajar la resistencia del instrumento. El fin de este procedimiento es que el valor para todas las conexiones sea igual de variante, de modo que ambas resistencias mantengan siempre una cantidad constante, es por esta razón que las resistencias en este instrumento no son fijas.
Por último, dicha resistencia se encuentra conectada con tres terminales que se unirán con el voltaje o potencial a medir. Al momento en que se proceda a variar la resistencia, la diferencia existente entre los potenciales del instrumento también lo hará. En síntesis, el valor del potencial o del voltaje viene dado por las variaciones de dichas resistencias.
Tipos de Potenciómetro
En el mundo no puede existir una sola versión de los instrumentos de medición, conforme las épocas pasan se van descubriendo nuevas áreas y nuevos ámbitos de las materias, por lo que estos artefactos deben ser actualizados o bien crear sus derivados para aplicaciones más específicas. En los siguientes aparatados hablaremos a detalle de todos los tipos y versiones que existen del potenciómetro.
Potenciómetros de Mando
Este tipo de modelos son eficaces para modificar la tensión de cualquier aparato electrónico. Para esto, el individuo solo debe presionar sobre ellos y así cambiar los parámetros normales del aparato a los de su preferencia. Son muy utilizados en radios para variar su frecuencia o en los volúmenes de aparatos de música. Dentro de este tipo, existen tres modelos que destacan:
- Potenciómetros Giratorios o Rotatorios: Poseen solo un eje para su funcionamiento, que se logra haciéndolo girar sobre el mismo, son los modelos más comunes y eficaces por su durabilidad, además de que no ocupan un gran espacio.
- Potenciómetros Deslizantes: La manera en la que se emplea este diseño es recta, normalmente se ubican sobre la pista puesto que trabajan más que todo en ecualizadores gráficos que se encargan de procesar las señales de audio. Estos diseños son más frágiles que los anteriores y el espacio que ocupan suele ser mayor.
- Potenciómetros Múltiples: Este modelo consta de varios potenciómetros combinados que giran solo sobre un eje, por lo que ocupan muy poco espacio. Su aplicación está más que todo dirigida a radios, circuitos de instrumentación, entre otros.
Potenciómetros de ajuste
Estos modelos se implementan para ajustar la tensión directamente en un artefacto. La construcción de los mismos no suele ser muy funcional desde su exterior, ya que su mecanismo suele estar interno.
Las versiones que se encuentran disponibles pueden venir en un tipo de cápsula plástica o sin ella y la diferencia fundamental está en su ajuste, que en algunos suele ser vertical, donde su giro es de esta forma, u horizontal en donde el giro es paralelo al circuito.
Potenciómetros según la Ley de variación de la resistencia
Estos diseños están desarrollados de acuerdo al tipo de resistencia que posean en su interior. De esta manera, los potenciómetros más destacados de acuerdo a estas modificaciones son:
- Potenciómetros de variación lineal: La resistencia que posee este modelo es equivalente al ángulo del giro que haga el instrumento sobre su eje.
- Potenciómetros logarítmicos: Este modelo se encuentra especialmente en aparatos donde se requiere ajustar el sonido, esto se debe a su asimetría del eje en cuanto al giro. Lo que significa que al inicio el incremento de la resistencia será casi imperceptible, no obstante, se irá incrementando poco a poco. Este diseño puede verse empleado para el control del volumen de una radio.
- Potenciómetros de variación senoidal: La resistencia de este modelo equivale a la potencia del giro sobre su eje. Dos potenciómetros senoidales iguales que al ser girados en un angulo de 90º proporcionan un mejor trabajo. No obstante, su uso puede ser algo torpe a veces.
- Potenciómetros de variación Antilogarítmica: La resistencia que se encuentra en estos modelos es proporcional a 10 de estos, de acuerdo a su giro angular.
- Potenciómetros impresos: La resistencia para este diseño se puede obtener si se logra variar la base de la misma.
- Potenciómetros multivuelta: Si la labor que se va a emplear requiere de un ajuste fino y preciso, los mejores diseños del instrumento son los multivuelta. Esto se debe a que el control va unido a un tornillo multiplicador para proporcionar varios recorridos de una vez.
Potenciómetros digitales
Se le atribuye este nombre al modelo, puesto que en su integración viene un circuito eléctrico. El mismo va compuesto por un divisor de tensión que se encarga de distribuirla entre una o más secciones del aparato, tomando entonces un número cualquiera de resistencias que están conectadas a un multiplexor, que no es más que un circuito eléctrico encargado de disponer varias entradas y salidas del instrumento. Su funcionamiento es de manera serial por medio de un interfaz.
Este modelo puede tener una tolerancia aproximada del 20%, por lo que es necesario implementar más resistencias debido a los switches internos, también conocidos como Rwiper. Los valores más habituales de sus resistencias rondan entre 10 K y 100 K, no obstante, pueden variar dependiendo del fabricante con 32, 64, 128, 512 y 1024 posiciones en escala logarítmica (elevada) o lineal.
Sin embargo, hasta el día de hoy estos dispositivos suelen presentar muchas fallas debido al drenaje de electricidad que poseen, por lo que no son muy fiables a la hora de realizar algún trabajo.
Según su construcción
Los últimos tipos de potenciómetros están basados en la manera en que son construidos y desarrollados. En líneas generales, solo hay dos maneras de crear estos dispositivos y son las siguientes:
- Impresos: Estos diseños son realizados a partir de una pista de carbón o cemento, se deben colocar sobre una base que sea dura y resistente como el papel baquelizado también conocido como cartón prespan, fibra de vidrio, baquelita, entre otras superficies. Sobre la misma pista se encuentran dispuestos los conectores del control que se deslizan sobre ella.
- Bobinados: Este modelo de potenciómetro es creado a partir de un hilo resistivo, como por ejemplo el constantán, con un control que mueve al mismo sobre la base superficial.
¿Cómo se usa?
Este instrumento, como ya lo hemos explicado, está conformado por dos resistencias. En la parte media que separa a estas dos resistencias se encuentra un nodo, el cual se extiende dando un terminal central. Las otras dos se encuentran ubicadas a cada lado con sus respectivos terminales. El símbolo que se atribuye a esto es una línea seguida de una sección en forma de zig-zag. Dicho símbolo indica que el valor de ambas puede variar.
Por lo general, los potenciómetros que se encuentran disponibles ya vienen con un valor indicado de las resistencias. Los mismos ya han sido estandarizados por expertos y estos suelen verse reflejados en 1 K, 5 K, 10 K, 50 K, 100 K, entre otros. Este valor puede medirse solamente entre los terminales uno y tres del mismo instrumento.
En ocasiones, el valor que se encuentra expresado por las resistencias no varía, a pesar de estar moviendo el indicador del instrumento. Mover el indicador del potenciómetro es igual que hacer girar la perilla de cualquier artefacto que posea este dispositivo en su base interna. Entonces, ¿Por qué no cambia la medida en la resistencia?.
El primer medidor se encarga de reflejar el valor de la primera resistencia, mientras que el segundo registra el valor de la otra. Al estar compuesto el instrumento solo por dos de estas, es lógico imaginar su funcionamiento interno: Si se gira la perilla del aparato entonces una de las resistencias va en aumento, mientras que la otra va en deceso.
Es por esta razón que la medida entre ambas resistencias se mantiene constante, puesto que hay un terminal central, entonces la corriente va de la resistencia uno a la dos y de esta a la tres, sin alterar sus valores. Cuando el instrumento se encuentre ubicado en su pantalla al 50% significa que para ambas resistencias el valor es el mismo.
En este punto es importante aclarar que el valor de las resistencias puede variar, siempre y cuando se tomen en cuenta solo dos de los tres terminales que posee este dispositivo.
Esta capacidad de modificar los valores de las resistencias de dos de los terminales y mantenerlas en sus valores más extremos, es lo que permite que este instrumento sea empleado como un medidor de los potenciales. Por esto, para ciertas aplicaciones se debe establecer un nivel de voltaje que sirva como referencia.
Para lograr este fin, los terminales de las resistencias uno y tres se deben conectar a una fuente de voltaje y la otra a tierra respectivamente, se entiende por tierra, cualquier objeto de metal. Además es útil conocer que la variación en el voltaje se puede calcular de manera manual a partir de la siguiente ecuación que se encarga de dividir la tensión:
Vx= VsRb/Ra+Rb
En donde, se entiende que:
- Vx: Es el potencial del nodo central.
- Vs: Es el potencial de la fuente.
- Ra y Rb: Son las dos resistencias que están integradas en el instrumento.
Partes de un Potenciómetro
Habiendo conocido todo lo fundamental acerca de este instrumento como su funcionamiento y los tipos de diseños que han existido hasta la actualidad, nos dedicaremos ahora a realizar una explicación detallada acerca de las partes que conforman a un potenciómetro, algunas de ellas ya han sido mencionadas pero en este apartado las describiremos con mayor profundidad. Dicho esto, el instrumento está conformado por:
- Parte fija: Esta parte del instrumento se encuentra fijada directamente en él y es la encargada de establecer una resistencia eléctrica.
- Parte móvil: Esta sección se encuentra unida a la parte fija del dispositivo. La misma cumple la labor de servir como enlace de modo que al moverse, la resistencia eléctrica ubicada en los terminales varíe en igual proporción que el movimiento dado.
Aplicaciones de un Potenciómetro
El potenciómetro es uno de los dispositivos eléctricos más comunes y utilizados, a pesar de que las personas no sepan que lo están implementando, esto se debe a que los mismos son requeridos en cualquier área o ámbito en donde se necesite hacer una regulación de algún tipo de modo manual. A continuación, le explicaremos con detalle los usos que se le dan a estos dispositivos en sus áreas más comunes.
Audio
Para este tipo de categoría los potenciómetros empleados son habitualmente del tipo rotativo, dado que para regular el volumen de algún dispositivo es necesario que se mueva de un lado al otro, por medio de las perillas del objeto. En el caso de estar en un ecualizador de sonido, el diseño de este instrumento puede ser rotativo o lineal, no obstante esto no se ve afectado ya que la función es la misma: ajustar el volumen de un tono grave a agudo o viceversa.
Iluminación
Para este tipo de área, los potenciómetros son utilizados con el fin de regular la iluminación de un dispositivo, es decir, la intensidad de su brillo. Si se gira la perilla del mismo se produce un cambio de resistencia que puede aumentar o disminuir la luz en este, esto se puede ver mejor representado cuando se intenta modificar la luz de un foco o bien regular su corriente.
Sensores
La aplicación más conocida para estos dispositivos es como sensor de las posiciones angulares que se realizan al rotarlo y también en su desplazamiento. No obstante, también se ha encontrado un uso importante como un regulador en la resistencia de varios aparatos eléctricos.
Medios digitales
Conforme se avanza en el tiempo, los modelos digitales han tomado gran parte del campo en las ciencias. Es por esta razón que los potenciómetros clásicos se han tenido que ir modificando o mejor dicho, cambiando por modelos digitales. Estas versiones actualizadas del instrumento se pueden emplear en cualquier tipo de aparato en donde se requiera una alteración tenue de la corriente.
Ventajas y desventajas del Potenciómetro
Una vez que hemos explorado a profundidad todo lo relacionado con este instrumento, es momento de exponer las fortalezas y debilidades que abarca este componente, de modo que el usuario pueda detectar la utilidad y los riesgos que pueden existir al momento de incorporarlo en un proyecto eléctrico:
Ventajas
Es evidente que se trata de un invento muy funcional y versátil, especialmente ante la necesidad de regular el voltaje en circuitos eléctricos, pero de manera más específica podemos destacar las siguientes virtudes en el potenciómetro:
- Posee una estructura sencilla que es fácil de entender y manejar por cualquier persona.
- Posee gran exactitud y precisión al momento de reducir la tensión y resistencia en los dispositivos donde viene integrado.
- Su mecanismo electrónico no requiere de ninguna adaptación.
- Cubre un gran campo de medición, casi los 360º.
- Su calibración es muy sencilla.
- Posee un montaje muy flexible.
Desventajas
Antes de utilizar cualquier dispositivo electrónico es necesario tener conocimientos acerca de los riesgos y dificultades que pueden generarse a partir de su implementación en un artefacto eléctrico, precisamente con la finalidad de proporcionar seguridad, mantenimiento y cuidado apropiado del mismo, en este sentido podemos reseñar las siguientes debilidades del potenciómetro:
- Este dispositivo puede desgastarse de manera rápida en un rango corto, algunos de ellos solo duran unos mil giros de perilla, quizá el número parezca grande pero en realidad no es mucho llevado al día a día.
- A pesar de que la mayoría de las mediciones realizadas con este dispositivo son precisas. Es posible tener falsos resultados a causa de la abrasión, es decir el rozamiento, de modo que con el tiempo puede perder precisión.
- La parte móvil puede desprenderse de la fija a causa de aceleraciones o vibraciones.
- No es un dispositivo silencioso, emite un ruido que puede llegar a ser aturdidor.
- Las variaciones en las resistencias pueden deberse a accidentes si la sección móvil se separa de la fija.
Ha sido todo por el artículo de hoy, esperamos que la información proporcionada le haya sido de gran ayuda. Le hacemos la invitación a leer también: Contador Geiger y Reloj de Arena