O que é um potenciômetro?
Um potenciômetro é um componente eletromecânico usado para controlar o fluxo de corrente elétrica em um circuito. Consiste em um resistor ajustável que pode variar seu valor resistivo através de um contato móvel. Esse contato móvel, geralmente chamado de controle deslizante, se move ao longo do resistor, permitindo que a resistência total entre sua extremidade móvel e suas extremidades varie. Os potenciômetros são comumente utilizados em circuitos eletrônicos para controlar o nível de tensão, o volume de um dispositivo de áudio, a intensidade da luz, controlar ou detectar uma posição, entre outros usos. Existem diferentes tipos de potenciômetros, incluindo potenciômetros deslizantes e potenciômetros rotativos, que são escolhidos em função das necessidades específicas do circuito em que serão utilizados.
Lei da variação de um potenciômetro
A função que relaciona a resistência entre o cursor e os terminais fixos do potenciômetro, com as consequentes posições que o cursor pode ocupar em seu movimento ao longo de todo o corpo resistivo do potenciômetro, é conhecida como lei de variação do potenciômetro.
Podemos, portanto, intuir que um grande número de leis pode ser seguido. De todos eles os mais importantes são:
- Lei linear: Se a função for linear, R(B) = K * B (Ω)
Onde K é uma constante de ajuste e B é o caminho.
O gráfico a seguir é a equação de uma reta. Em um potenciômetro linear, a resistência varia uniformemente ao longo de seu comprimento. Isto significa que se você dividir o potenciômetro em partes iguais e medir a resistência entre o controle deslizante e uma extremidade em cada ponto, descobrirá que a resistência aumenta ou diminui constantemente.
Se o relacionamento for do formato B= K * log (R(B) + 1) (Ω)
Em que K é uma constante de ajuste e B é o caminho.
Um potenciômetro logarítmico, a resistência muda de acordo com uma escala logarítmica. Isto significa que a mudança na resistência não é linear em relação ao movimento do cursor. Os potenciômetros logarítmicos são comumente usados em aplicações de áudio, como controle de volume, pois combinam melhor com a percepção humana do som.
- Lei logarítmica invertida ou negativa: Quando a função tem a forma R(B) = K * log (B+1) (Ω)
Atualmente existem apenas potenciômetros que seguem leis lineares ou logarítmicas, dependendo se sua variação segue uma ou outra lei de variação.
Qual é a conformidade de um potenciômetro?
Que seja um resistor variável, com qualquer lei de variação ideal e sobre o qual fazemos uma medição em laboratório para obter a lei de variação real do resistor variável. Diremos que a lei real é tanto mais conforme (terá mais conformidade) quanto mais se aproxima do ideal.
Quantitativamente, a conformidade é medida pelo erro de conformidade, que pode ser definido como o desvio relativo máximo (em resistência) que podemos ter entre a chave ideal e a real. No caso particular em que a lei da variação é linear, utiliza-se o termo de linearidade em vez do termo de conformidade e, portanto, chamaremos o erro de linearidade.
Resolução de deslocamento e rugosidade
- Resolução de deslocamento de um potenciômetro: É o deslocamento mínimo, em certo sentido, para experimentar um aumento de valor. Em resistores variáveis enrolados faz muito sentido, pois é limitado pelas voltas. De forma que a resolução seja igual a:
Rt=(1/N)*100 (%) ; onde N é o número de voltas do resistor.
- Rugosidade de um potenciômetro: Levando em consideração o conceito de resolução de deslocamento acima, em resistores de camada contínua, como todos aqueles que não são enrolados, não faz sentido falar em resolução de deslocamento, pois poderíamos nos perguntar: onde encontramos o mínimo, pois como a lei da variação é uma função contínua, é sempre possível encontrar um valor menor dentro desse mesmo valor?
Tendo em conta que a superfície da camada resistiva sobre a qual é feito o contacto eléctrico não é absolutamente plana, mas apresenta uma certa rugosidade, o termo de resolução é substituído pelo termo de rugosidade mais apropriado. Isto é definido como a variação instantânea máxima em relação ao ideal
Reostatos ou potenciômetros
Embora ambos sejam resistores variáveis, eles recebem um nome ou outro dependendo de como estão conectados à carga.
Assim, se estiverem conectados em série obteremos variações de corrente, e os chamaremos de reostatos e se os conectarmos em shunt obteremos variações de tensão e os chamaremos de potenciômetros.
Porém, deve-se dizer que quando são construídos pensa-se na aplicação mais adequada e por isso são chamados de potenciômetros ou reostatos.
Tipos de potenciômetros de acordo com sua montagem
Dependendo da aplicação, temos dois tipos fundamentais de potenciômetros:
- Potenciômetros de ajuste:
Potenciômetros de ajuste ou trimmers permitem fácil ajuste dos valores de resistência através de manipulação física. Eles são fabricados em volta única e múltipla em uma variedade de estilos, tamanhos e tecnologias de alojamento. Potenciômetros de compensação são resistores variáveis usados para todas as aplicações onde o valor ôhmico exato necessário para o projeto não é definido antecipadamente. Oferecem fácil ajuste (geralmente realizado com chave de fenda) e estabilidade após montagem na placa de circuito impresso.
Parâmetros principais:
Volta única ou multivolta (potenciômetros de volta única são mais baratos, enquanto dispositivos multivoltas oferecem voltas mais precisas).
Design através ou SMD (de acordo com a escolha do cliente)
Faixa de ajuste: define o valor ôhmico máximo necessário
Dimensões gerais: dependendo do espaço disponível na PCB
- Potenciômetros de painel: São resistores variáveis utilizados em diversas aplicações que requerem ajustes manuais e um número moderado de ciclos. Eles são montados atrás do painel frontal dos computadores e geralmente possuem botões em seus eixos. Eles são usados em uma ampla variedade de mercados, como máquinas industriais, aviônicos e equipamentos médicos. Alguns fatores-chave que definem esses potenciômetros incluem material do elemento resistivo, dimensões, nível de vedação, vida útil esperada e potência permitida. Opções comuns adicionais, como detentores, interruptores e eixos personalizados, também são mencionadas. Por sua vez, os potenciômetros do painel podem ser monovoltas ou multivoltas caso a aplicação exija um controle fino da magnitude a ser variada.
Aplicações: Utilizado em uma ampla gama de mercados, como máquinas industriais, aviônicos e equipamentos médicos. Alguns fatores-chave que definem esses potenciômetros incluem material do elemento resistivo, dimensões, nível de vedação, vida útil esperada e potência permitida.
Tipos de potenciômetro em função do material resistivo
Existem quatro tipos principais de potenciômetros baseados no material resistivo que utiliza:
- Potenciômetros de filme de carbono: Utilize este tipo de filme como material resistivo. São as mais comunidades e economias, mas podem ter uma menor precisão e estabilidade em comparação com outros tipos.
- Potenciômetros enrolados: Empurre um fio resistivo registrado ao redor de um núcleo, e o contato móvel ajusta a resistência movendo-se ao longo do fio. Oferecem alta precisão e estabilidade, mas podem ser mais caros que os potenciômetros de filme de carbono. Suelen fabrica para potências mais elevadas e com frequência se as chamas são reajustadas.
- Potenciômetros de Cermet: Utiliza uma cerâmica metálica (cermet) como material resistivo. Oferece alta estabilidade e precisão, bem como uma longa vida útil, sendo uma opção popular para aplicativos que exigem alta precisão e estabilidade na resistência variável. Se fabrican em uma volta e em 10 voltas ou multivoltas, e também vendidos ou não. Por regra geral, os potenciômetros multivolantes que conhecemos e sean de ajuste para circuito impreso ou bem de painel, suelen ser de cermet.
- Potenciômetros de condutor plástico: Este tipo de potenciômetro foi pensado para aplicações de áudio profissionais. Nos modelos de painel, suelen tem o botão de controle integrado e uma grande imunidade frente à poeira e à água (IP67, IP68)
Cada tipo tem suas próprias vendas e desvantagens, e a escolha do tipo de potenciômetro depende dos requisitos específicos da aplicação.
Outros tipos de potenciômetros
Em alguns casos, mais de um resistor variável é incorporado no mesmo corpo do potenciômetro:
- Potenciômetro com interruptor: Existe um interruptor adicional independente da resistência do potenciômetro, mas que atua em conjunto com o mesmo eixo do potenciômetro em uma das duas extremidades do percurso. Eles eram usados em equipamentos domésticos para fornecer a função de desligamento e geralmente volume, mas ainda são usados em reguladores de luz ou dimmers.
- Potenciômetro tandem: Ao mover o eixo do potenciômetro, movemos dois cursores, cada um atuando em um elemento resistivo diferente. Também o chamamos de potenciômetro duplo. É utilizado em aplicações de áudio, para variar o volume, tom, etc. dos dois canais do amplificador, mesa de mixagem, etc. Hoje está cada vez mais fora de uso, pois as técnicas digitais não o exigem.
- Potenciômetros multifuncionais: Às vezes, vários potenciômetros são aplicados ao mesmo eixo do potenciômetro, cada um com seu controle independente. Antigamente eram usados em rádios automotivos e instrumentos de medição, mas hoje não são mais usados.
O que fazer se meu potenciômetro de áudio produz ruído?
Que um potenciômetro selado evita que entre a poluição que provoca falhas nos contatos, medidas e até ruído nos sistemas de som. Este tipo de potenciômetro é muito caro em comparação com um potenciômetro de filme de carbono. E também só se fabricam vendidos em potenciômetros rotativos e de ajuste, pensados para ambientes ou bem hostis ou para dar uma longa vida útil.
No caso de o movimento do cursor de um potenciômetro provocar ruído, podemos verificar se nosso potenciômetro tem uma ranhura na parte traseira e aplicar um spray de limpeza. Se o ruído não desaparecer, teremos que mudar o potenciômetro.
