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Potentiometer
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Ein Potentiometer (kurz Poti) ist ein stetig einstellbarer Spannungsteiler. Es besteht aus einem Träger, auf dem ein Widerstandsmaterial aufgebracht ist, und einem beweglichen Gleitkontakt, der den Gesamtwiderstand elektrisch in zwei Teilwiderstände teilt.
Je nach äußerer Beschaltung ergibt sich entweder ein verstellbarer Widerstand, ein verstellbarer Spannungsabgriff (Spannungsteiler) oder - bei nennenswerter Belastung am Ausgang - ein sogenannter belasteter Spannungsteiler.
Nur bei der Schaltung als Spannungsteiler liegt jedoch die namensgebende Potentiometerschaltung vor.
Potentiometer werden häufig zur Steuerung von elektrischen Geräten eingesetzt wie beispielsweise für die Lautstärkeeinstellung eines Radios. Da sie durch den Abrieb am Schleifkontakt nicht verschleißfrei arbeiten und wegen der fortschreitenden Digitalisierung vieler elektronischer Funktionen werden sie zunehmend durch elektronische Potentiometer mit digitalen Bedienelementen (z.B. Taster oder Inkrementalgeber) ersetzt.
Bauformen und Anwendung
Drahtpotentiometer haben eine toroidförmige, Schiebewiderstände eine schraubenförmige Wicklung aus Widerstandsdraht auf einem Isolierkörper.
Beim Wendelpotentiometer ist der Draht in Form einer Doppelwendel auf einem gewendelten Isolierkörper untergebracht. Deren Schleifer erlaubt z.B. 5 oder 10 Umdrehungen, indem er der Wendel folgt.
Bei Schichtpotentiometern besteht das Widerstandsmaterial aus einer Kohleschicht, einer Metallschicht, einer Cermet-Schicht oder einem leitenden Kunststoff (Leitplaste).
Der Widerstandsträger von Schichtpotentiometern ist meist kreissegmentförmig, kann jedoch auch gestreckt (Schieberegler) sein.
Es gibt Schichtpotentiometer mit linear vom Drehwinkel abhängigem Widerstandsverhältnis und mit logarithmischer Kennlinie. Letztere sind besonders vorteilhaft, wenn der Einstellbereich mehrere Größenordnungen überstreicht (z.B. Lautstärkeregler).
Potentiometer mit umgekehrt logarithmischer Kennlinie sind ebenfalls erhältlich und eignen sich beispielsweise zur Frequenzeinstellung eines astabilen Multivibrators.
Potentiometer gibt es als Bedienelement mit einer Welle für einen Drehknopf oder als Schiebepotentiometer (z.B. als Schieberegler an Mischpulten und in Tonstudios).
Besonders präzise Potentiometer werden auch zur Weg- oder Winkelmessung (Weggeber, Winkelgeber) eingesetzt.
Drehpotentiometer mit kleinem Drehwinkel werden in Joysticks eingesetzt.
Trimmpotentiometer sind nur für den Abgleich einer Schaltung gedacht und haben meist nur einen Schraubendreherschlitz.
Im industriellen Bereich und in der Messtechnik finden auch mehrgängige Trimmpotentiometer (sog. Spindeltrimmer) Einsatz. Bei diesen wird entweder eine Linearbewegung mit einem Spindeltrieb oder eine Drehbewegung mit einem Schneckentrieb erzeugt.
Mehrfachpotentiometer, meist zweifach (Tandempotentiometer), werden beispielsweise zur Lautstärkeeinstellung der beiden Kanäle eines Stereoverstärkers eingesetzt.
Höherwertige Verstärker besitzen oft ein fernsteuerbares Motorpotentiometer (Potentiometer mit Antrieb) zur Lautstärkeeinstellung.
In der Tonstudiotechnik werden zur feinsten Lautstärkeregelung besonders genaue und lange (100 mm) Schieberegler, auch Fader genannt (von engl. to fade (verblassen)) eingesetzt, welche im allgemeinen einen logarithmischen Verlauf besitzen. Vorreiter in der Produktion derartiger Präzisionsbauteile ist die englische Firma Penny & Giles.
In neueren Mischpulten werden meist motorgesteuerte Schieberegler (Motorfader) verwendet, welche zuvor gespeicherte Einstellwerte reproduzierbar von selbst wieder anfahren können können.
Digitale bzw. Elektronische Potentiometer bestehen aus vielen hintereinander geschalteten einzelner Widerständen (z.B. 100) sowie ebenso vielen, aus Feldeffekttransistoren bestehenden elektronischen Schaltern. Diese Anordnung ist zusammen mit einer digitalen Steuerschaltung zu einem integrierten Schaltkreis zusammengefasst. Solche digitalen Potentiometer werden sowohl als Trimmpotentiometer (sie behalten ihren eingestellten Wert lebenslang) oder zur Einstellung über Taster, einen Inkrementalgeber oder einen Mikrocontroller verwendet. Sie haben dementsprechend einen flüchtigen und/oder einen nicht-flüchtigen Speicher für die „Schleiferstellung“.
Potentiometer gibt es mit verschiedenen Anschlussarten wie Lötfahnen, Steckern, Klemmen sowie zur Leiterplattenmontage als Surface Mounted Device oder zur Durchsteckmontage.
Die Schleifbahnen von Potentiometern können mit Anzapfungen versehen sein, um sie für unterschiedliche Kennlinien konfigurieren zu können.
Siehe auch
Weblinks
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