Potenciómetro como reóstato

Objetivos de aprendizaje

• Uso de reóstatos
• Cableado de un potenciómetro como reóstato
• Control de velocidad del motor simple
• Uso de voltímetro sobre amperímetro para verificar un circuito continuo

Piezas y materiales

• batería de 6 voltios
• Potenciómetro, una vuelta, 5 kΩ, cono lineal (catálogo de Radio Shack # 271-1714)
• Motor pequeño de tipo "hobby", tipo imán permanente (catálogo de Radio Shack n. ° 273-223 o equivalente)

Para este experimento, necesitará un potenciómetro de valor relativamente bajo, ciertamente no más de 5 kΩ.

Referencias cruzadas

Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 1, capítulo 2:"Ley de Ohm"

Diagrama esquemático

Ilustración de cableado para usar un potenciómetro como reóstato

Instrucciones para el cableado del potenciómetro

Los potenciómetros encuentran su aplicación más sofisticada como divisores de voltaje, donde la posición del eje determina una relación de división de voltaje específica.

Sin embargo, hay aplicaciones en las que no necesitamos necesariamente un divisor de voltaje variable, sino simplemente una resistencia variable:un dispositivo de dos terminales.

Técnicamente, una resistencia variable se conoce como reóstato , pero se puede hacer que los potenciómetros funcionen como reóstatos con bastante facilidad.

En su configuración más simple, un potenciómetro se puede usar como reóstato simplemente usando el terminal del limpiaparabrisas y uno de los otros terminales, el tercer terminal se deja desconectado y sin usar:

Mover el control del potenciómetro en la dirección que acerca el limpiaparabrisas al otro terminal usado da como resultado una resistencia menor.

La dirección del movimiento requerida para aumentar o disminuir la resistencia se puede cambiar usando un conjunto diferente de terminales:

Sin embargo, tenga cuidado de no utilizar los dos terminales externos, ya que esto hará que no cambie la resistencia a medida que se gira el eje del potenciómetro.

En otras palabras, ya no funcionará como una variable resistencia:

Construya el circuito como se muestra en el esquema y la ilustración, usando solo dos terminales en el potenciómetro, y vea cómo se puede controlar la velocidad del motor ajustando la posición del eje.

Experimente con diferentes conexiones de terminales en el potenciómetro, observando los cambios en el control de velocidad del motor.

Si su potenciómetro tiene una alta resistencia (medida entre los dos terminales exteriores), es posible que el motor no se mueva hasta que el limpiaparabrisas se acerque mucho al terminal exterior conectado.

Como puede ver, la velocidad del motor se puede hacer variable usando un reóstato conectado en serie para cambiar la resistencia total del circuito y limitar la corriente total.

Sin embargo, este método simple de control de velocidad del motor es ineficaz, ya que provoca que el reóstato disipe (desperdicie) cantidades sustanciales de energía.

Un medio mucho más eficiente de control del motor se basa en una rápida "pulsación" de potencia al motor, utilizando un dispositivo de conmutación de alta velocidad como un transistor .

Se utiliza un método similar de control de potencia en los interruptores de "atenuación" de las luces del hogar.

Desafortunadamente, estas técnicas son demasiado sofisticadas para explorar en este punto de los experimentos.

Cuando se usa un potenciómetro como reóstato, el terminal "no usado" a menudo se conecta al terminal del limpiaparabrisas, así:

Al principio, esto parece bastante inútil, ya que no tiene ningún impacto en el control de la resistencia. Puede verificar este hecho por sí mismo insertando otro cable en su circuito y comparando el comportamiento del motor antes y después del cambio:

Si el potenciómetro está en buen estado de funcionamiento, este cable adicional no hace ninguna diferencia.

Sin embargo, si el limpiaparabrisas alguna vez pierde contacto con la tira resistiva dentro del potenciómetro, esta conexión asegura que el circuito no se abra completamente:que todavía habrá una ruta resistiva para la corriente a través del motor. En algunas aplicaciones, esto puede ser importante.

Los potenciómetros viejos tienden a sufrir pérdidas intermitentes de contacto entre el limpiaparabrisas y la tira resistiva, y si un circuito no puede tolerar la pérdida completa de continuidad (resistencia infinita) creada por esta condición, ese cable "adicional" proporciona una medida de protección al mantener continuidad del circuito.

Puede simular tal "falla" en el contacto del limpiaparabrisas desconectando el terminal central del potenciómetro de la regleta de terminales, midiendo el voltaje a través del motor para asegurarse de que todavía llegue energía, por pequeña que sea:

Usar el voltaje del motor es una alternativa más segura que medir la corriente del circuito

Hubiera sido válido medir la corriente del circuito en lugar del voltaje del motor para verificar un circuito completo, pero este es un método más seguro porque no implica romper el circuito para insertar un amperímetro en serie.

Siempre que se utiliza un amperímetro, existe el riesgo de provocar un cortocircuito al conectarlo a una fuente de voltaje considerable, lo que posiblemente resulte en daños al instrumento o lesiones personales. Los voltímetros carecen de este riesgo de seguridad inherente, por lo que siempre que se pueda realizar una medición de voltaje en lugar de una medición de corriente para verificar lo mismo, es la elección más inteligente.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de potenciómetros