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Corso di elettronica pratica per bambini: conosciamo il potenziometro (settima puntata)

da | 7 Dic, 22 | Tutorial |

In una lezione precedente del corso abbiamo studiato il comportamento di un diodo LED, come piccola fonte di illuminazione. Abbiamo visto che questo componente ha bisogno di un resistore, collegato in serie a esso, per poter funzionare correttamente e non venire distrutto dalla corrente che lo attraversa. In questa lezione vedremo, invece, come rendere la luce con una intensitĆ  variabile, con uno dei piĆ¹ importanti componenti elettronici regolabili, il potenziometro.

Cosa ĆØ un potenziometro?

Un resistore ĆØ caratterizzato da un valore resistivo sempre costante. A paritĆ  di tensione applicata, esso farĆ  passare sempre la stessa quantitĆ  di corrente. Il potenziometro ĆØ, invece, un componente elettronico che permette di variare la sua resistenza interna, mediante la rotazione del cursore. Si tratta, quindi, di un resistore variabile ed ĆØ dotato di tre terminali, come si puĆ² osservare in figura 1: i punti A e B sono posizionati alle due estremitĆ  di una resistenza. Sopra essa cā€™ĆØ un contatto strisciante collegato al punto C. Vi possono essere i seguenti casi riguardanti il posizionamento del perno:

  • se il contatto ĆØ ruotato completamente in senso antiorario, la corrente che entra dal punto A esce immediatamente dal punto C (resistenza minima);
  • se il contatto ĆØ ruotato completamente in senso orario, la corrente che entra dal punto A deve percorrere tutta la resistenza prima di uscire da C (resistenza massima);
  • se il contatto ĆØ posizionato in un punto intermedio di resistenza, la corrente che entra dal punto A deve percorrere una porzione della resistenza prima di uscire dal punto C (resistenza media).

Si noti che tra il punto A e il punto B la resistenza ĆØ sempre la stessa, ossia quella del valore nominale del potenziometro stesso. Pertanto se non si utilizza il punto centrale C, il componente puĆ² essere utilizzato come un normale resistore dal valore fisso.

Figura 1: il potenziometro ĆØ una resistenza variabile, il cui valore dipende dalla posizione del perno centrale

Il potenziometro come regolatore di tensione

Questo tipo di schema elettrico ĆØ chiamato partitore di tensione variabile e si ottiene utilizzando tutti i tre terminali del potenziometro. Per ottenere una tensione variabile, compresa tra 0 V e quella della sorgente di alimentazione, essa deve essere applicata agli estremi del componente, ossia tra il terminale A e il terminale B. La tensione variabile puĆ² essere utilizzata tra i terminali C e B (vedi prova pratica in figura 2). Questa soluzione, quindi, permette una regolazione continua della tensione e consente, come detto prima, di ottenere tensioni minori della sorgente o, al massimo, uguale a essa. La soluzione, dunque, non puĆ² innalzare il voltaggio della batteria, ma solo abbassarlo. Inoltre questo tipo di soluzione puĆ² essere usato solo per pilotare carichi a basso assorbimento, poichĆ© il potenziometro, essendo abbastanza delicato, potrebbe bruciarsi, specialmente nella sua posizione iniziale.

Figura 2: in questa soluzione il potenziometro provvede a regolare la tensione di ingresso

In tale esperienza, la batteria ĆØ collegata direttamente ai terminali estremi del potenziometro, mentre la tensione regolabile ĆØ prelevata dal terminale centrale. Si raccomanda, per questo esperimento, di usare un potenziometro con un valore ohmico maggiore di 470 Ohm, in caso contrario il componente potrebbe scaldare. La figura mette in evidenza quattro diverse posizioni del cursore del potenziometro:

  • in posizione minima, ossia tutto ruotato a sinistra e in senso antiorario, il terminale centrale fornisce una tensione pari a 0 V;
  • in posizione leggermente ruotata a destra, il terminale centrale fornisce una tensione pari a 3.1 V;
  • in posizione maggiormente ruotata verso destra, il terminale centrale fornisce una tensione pari a 6.7 V;
  • in posizione massima, ossia tutto ruotato a destra e in senso orario, il terminale centrale fornisce una tensione pari a 9 V, praticamente la stessa tensione della batteria.

Ruotando opportunamente il potenziometro, ĆØ possibile ottenere tutte le tensioni comprese tra 0 V e 9 V, con continuitĆ . Tale comportamento si chiama ā€œanalogicoā€.

Il potenziometro come regolatore di corrente

Questā€™altro esperimento utilizza il potenziometro come regolatore di corrente e la sua implementazione ĆØ piĆ¹ semplice della precedente. Lā€™esempio riguarda un dosatore di corrente per un diodo Led, per cui la rotazione del componente resistivo permette di dosare la luminositĆ  dellā€™elemento luminoso. Il facile schema elettrico ĆØ mostrato in figura 3 e contiene i seguenti elementi:

  • una batteria da 4.5 V (V1);
  • un resistore da 68 Ohm. Esso funziona come resistore di protezione per il diodo Led, nel caso che il potenziometro venga posizionato completamente in senso orario (caso peggiore e massima corrente);
  • un potenziometro da 1 kOhm, equivalente a 1000 Ohm;
  • un diodo Led normale.

Dopo aver assemblato il circuito e dato alimentazione, si provi a ruotare il potenziometro. Si noterĆ  che la luminositĆ  del diodo Led dipende proprio dalla rotazione del cursore. In questa maniera la corrente che scorre sul diodo Led puĆ² essere regolata da un massimo a un minimo. Si noti, anche, che nello schema elettrico abbiamo utilizzato solamente due terminali del potenziometro (B-C oppure A-C).

Figura 3: il potenziometro lavora come variatore di corrente e riesce a cambiare la luminositĆ  del diodo Led

Conclusioni

Probabilmente i potenziometri, assieme ai resistori, sono i componenti piĆ¹ utilizzati in qualsiasi circuito elettrico ed elettronico, in quanto essi permettono di dosare con cura i livelli di tensione e di corrente necessari al funzionamento di esso. Si pensi, ad esempio, al controllo del volume della radio oppure alla regolazione delle frequenze basse in un amplificatore oppure ancora alla regolazione della velocitĆ  di un motorino. Oltre al potenziometro, che ĆØ una resistenza variabile dotata di pomello, esistono resistenze variabili che possono essere variate con lā€™utilizzo di un cacciavite. Questi componenti sono detti trimmer.

Leggi l’articolo originale qui.

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