Differenze fra i tipi di potenziometro

Capita molto spesso a chi è alle prime armi in elettronica di dover metter mano su un circuito con potenziometri. I potenziometri sono componenti passivi particolari perché si impiegano nel caso in cui un valore resistivo debba variare entro una certa gamma. I potenziometri si usano anche se si deve far variare l'ampiezza di una tensione sia continua che alternata. Esistono molti tipi, ma in ogni caso, le differenze costruttive sono standardizzate e devono essere conosciute.
I potenziometri sono schematizzabili come due resistori in serie, con una somma costante, ma un rapporto variabile. Il nodo che congiunge questi due resistori è impiegato per prelevare il valore di tensione ripartito tramite le leggi di Ohm. In sostanza si tratta di una puntina metallica conduttrice che tocca su uno strato di ossido metallico, di carbone o di filo avvolto, che costituisce il resistore. Il valore di questo resistore è fissato dal costruttore, e dal punto di vista della modellizzazione può essere schematizzato come una serie di resistori di resistenza infinitesima, ognuno dei quali può avere o lo stesso valore degli altri, oppure un valore che dipende dalla posizione lungo la pista. Vediamo i principali tipi di potenziometro.

I quattro tipi principali di distribuzione della resistenza nei potenziometri sono: lineari, logaritmici, cologaritmici, logaritmici inversi. I potenziometri lineari si rappresentano con una serie di resistenze ognuna dello stesso valore rispetto alle altre: ad ogni spostamento del cursore corrisponde sempre una variazione lineare della tensione ripartita. I potenziometri logaritmici si rappresentano con una serie di resistori differenti tali che ad una variazione lineare di posizione del cursore corrisponda una variazione di resistenza su una scala logaritmica. A fianco dei potenziometri logaritmici troviamo i cologaritmici, con valori di resistenza distribuiti lungo una curva 1/log (r). Infine, creati per comodità esistono i potenziometri logaritmici inversi, che si limitano ad avere caratteristiche logaritmiche o cologaritmiche, ma girano al contrario
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Per potenziometro audio si intende tipicamente un componente con caratteristica logaritmica di resistenza, perché si deve adattare alle proprietà dell'orecchio umano che funziona su una gamma di valori di pressione sonora di parecchi ordini di grandezza e di conseguenza adotta meccanismi di risposta con dinamica logaritmica. In pratica se la tensione ai capi del partitore resistivo dovesse variare in maniera lineare il suono che udiremmo alla fine dalla catena di amplificazione non ci sembrare variare in modo naturale. In pratica un valore doppio di tensione per noi risulterebbe in una variazione molto scarsa di volume. In gamma audio si impiegano tipicamente potenziometri a strato di ossido metallico lubrificati in grafite per non avere fruscii fastidiosi, e si sceglie una precisione piuttosto bassa nei valori, preferendo un contatto e uno struscio più puliti.

Sebbene il titolo sia brutto, i trimmer sono di fatto potenziometri. Si tratta di resistori variabili molto compatti usati per tarare in maniera fine la partizione di tensioni o la variazione di resistenza. Anche in questo caso si impiegano ossidi o filo metallici, e si punta sulla robustezza e sull'affidabilità della posizione. I trimmer sono pensati per offrire un valore di resistenza preciso e affidabile, e quindi hanno il cursore duro e spesso possiedono un meccanismo a riduttore di giri per consentire una regolazione fine. In molti casi i trimmer devono sopportare tensioni o correnti di valore non trascurabile e quindi sono molto resistenti e non di rado corazzati.

Il reostato è un tipo molto primitivo di potenziometro realizzato con un grosso filo elettrico scoperto avvolto su un isolante spesso ceramico. I reostati sono componenti che stanno rapidamente andando in disuso esclusion fatta per applicazioni con grossissimi valori di corrente. In pratica la resistenza di filo viene percorsa da corrente che viene prelevata tramite un contatto massiccio a pattino. Per i suoi campi di applicazione e le sue caratteristiche, fra le quali spicca la bassa resistenza massima possibile, spesso inferiore ad 1 ohm, i reostati non si prestano ad applicazioni in corrente continua a causa del riscaldamento.

Nel mondo moderno meritano menzione i potenziometri digitali. Si tratta di dispositivi elettronici in tecnologia MOS. I MOS (acronimo per Metal Oxide Semiconductor) sono un tipo particolare di transistor che presenta una resistenza di canale controllabile polarizzando opportunamente il terminale di GATE. In pratica il potenziometro digitale è costituito da una rete di MOS e da un po' di logica in tecnologia CMOS in grado di convertire il segnale di controllo in un valore di tensione che a sua volta determina la partizione resistiva del potenziometro. Questo tipo di potenziometri sono molto utili perché consentono la variazione del valore di resistenza senza parti meccaniche in movimento, e sono programmabili.

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