Potenciómetro como divisor de voltaje

PIEZAS Y MATERIALES

• Dos baterías de 6 voltios
• "mina" de lápiz de carbón para un lápiz de estilo mecánico
• Potenciómetro, una vuelta, 5 kΩ a 50 kΩ, cono lineal (catálogo de Radio Shack # 271-1714 a 271-1716)
• Potenciómetro, multivuelta, 1 kΩ a 20 kΩ, (catálogo de Radio Shack n. ° 271-342, 271-343, 900-8583 o 900-8587 a 900-8590)

Los potenciómetros son divisores de voltaje variable con un eje o control deslizante para establecer la relación de división.

Se fabrican en versiones de montaje en panel y en placa de pruebas (placa de circuito impreso).

Cualquier estilo de potenciómetro será suficiente para este experimento.

Si recupera un potenciómetro de una radio vieja u otro dispositivo de audio, es probable que obtenga lo que se llama una reducción de audio potenciómetro.

Estos potenciómetros exhiben una relación logarítmica entre la relación de división y la posición del eje.

Por el contrario, un lineal El potenciómetro muestra una correlación directa entre la posición del eje y la relación de división de voltaje.

Recomiendo encarecidamente un potenciómetro lineal para este experimento y para la mayoría de los experimentos en general.

REFERENCIAS CRUZADAS

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 6:"Circuitos divisores y leyes de Kirchhoff"

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Para ilustrar cómo usar el voltímetro
• Para ilustrar cómo usar el ohmímetro
• Para mostrar el diseño y la función del divisor de voltaje
• Para ilustrar cómo se suman los voltajes en serie

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

Comience este experimento con el circuito de “mina” de lápiz. Los lápices usan una varilla hecha de una mezcla de arcilla y grafito, no plomo (el metal), para hacer marcas negras en el papel.

El grafito, al ser un conductor eléctrico mediocre, actúa como una resistencia conectada a través de la batería mediante los dos cables de puente tipo pinza de cocodrilo.

Conecte el voltímetro como se muestra y toque la sonda de prueba roja con la varilla de grafito. Mueva la sonda roja a lo largo de la varilla y observe el cambio de indicación del voltímetro.

¿Qué posición de la sonda da la mayor indicación de voltaje?

Básicamente, la barra actúa como un par de resistencias, la relación entre las dos resistencias establecida por la posición de la sonda de prueba roja a lo largo de la barra:

Ahora, cambie la conexión del voltímetro al circuito para medir el voltaje a través de la "resistencia superior" de la mina del lápiz, así:

Mueva la posición de la sonda de prueba negra a lo largo de la varilla, observando la indicación del voltímetro.

¿Qué posición da la mayor caída de voltaje para que mida el medidor? ¿Esto difiere del arreglo anterior? ¿Por qué?

Los potenciómetros fabricados encierran una tira resistiva dentro de una carcasa de metal o plástico y proporcionan algún tipo de mecanismo para mover un "limpiador" a lo largo de esa tira resistiva.

Aquí hay una ilustración de la construcción de un potenciómetro giratorio:

Algunos potenciómetros giratorios tienen una tira resistiva en espiral y un limpiaparabrisas que se mueve axialmente a medida que gira, de modo que se requieren múltiples vueltas del eje para impulsar el limpiador de un extremo del rango del potenciómetro al otro. Los potenciómetros multivueltas se utilizan en aplicaciones donde la configuración precisa es importante.

Los potenciómetros lineales también contienen una banda resistiva, la única diferencia es la dirección de desplazamiento del limpiaparabrisas.

Algunos potenciómetros lineales usan un mecanismo deslizante para mover el limpiaparabrisas, mientras que otros un tornillo, para facilitar la operación de múltiples vueltas:

Cabe señalar que no todos los potenciómetros lineales tienen las mismas asignaciones de pines. En algunos, el pasador del medio es el limpiador.

Configure un circuito usando un potenciómetro fabricado, no el "hecho en casa" hecho con una mina de lápiz.

Puede utilizar cualquier forma de construcción que sea conveniente. Mida el voltaje de la batería mientras enciende el potenciómetro y anote esta cifra de voltaje en el papel.

Mida el voltaje entre el limpiaparabrisas y el extremo del potenciómetro conectado al lado negativo (-) de la batería.

Ajuste el mecanismo del potenciómetro hasta que el voltímetro registre exactamente 1/3 del voltaje total. Para una batería de 6 voltios, será de aproximadamente 2 voltios.

Ahora, conecte dos baterías en una configuración de ayuda en serie, para proporcionar aproximadamente 12 voltios a través del potenciómetro.

Mida el voltaje total de la batería y luego mida el voltaje entre los mismos dos puntos en el potenciómetro (limpiaparabrisas y lado negativo).

Divida el voltaje de salida medido del potenciómetro por el voltaje total medido. El cociente debe ser 1/3, la misma relación de división de voltaje que se estableció anteriormente:

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de potenciómetros
• Hoja de trabajo de circuitos divisores de voltaje
• Hoja de trabajo de ecuaciones simultáneas para análisis de circuitos