circuito con carico sul potenziometroI potenziometri (se ne è parlato qui) sono dei partitori di tensione link1con rapporto di riduzione variabile in base alla posizione del cursore; vengono utilizzati per ottenere una tensione in uscita ridotta rispetto alla tensione in ingresso (così funzionano i potenziometri usati per la regolazione della potenza audio di un amplificatore) >> wikipedia.

Devono funzionare praticamente a vuoto (nota 1) affinché la relazione fra tensione in uscita e posizione del cursore sia quella definita dal tipo di potenziometro (lineare o logaritmico); nel caso di potenziometri lineari cè diretta proporzionalità fra la posizione del cursore e la riduzione della tensione.

Questo video2 illustra il comportamento di un potenziometro lineare funzionante a vuoto.

Quando sono utilizzati per ridurre la tensione all'ingresso di un amplificatore in effetti si trovano nelle condizoni suddette grazie al fatto che l'impedenza di un amplificatore è molto elevata.

Nel caso si voglia alimentare a tensione ridotta un carico che assorbe una corrente paragonabile con quella assorbita dal potenziometro stesso le cose non vanno più bene per due motivi:

1) la relazione non è più lineare;

2) il rendimento energetico, già molto basso, diminuisce drasticamente.

Conclusione: non si usano per regolare direttamente la potenza elettrica per alimentare un carico; sono sempre seguiri da un amplificatore che utilizza la tensione in ingresso per erogare la potenza necessaria.

Per simulare una situazione di carico importante è stato costruito un foglio di calcolo per osservare la relazione fra posizione del cursore e tensione in uscita.

Con carico resistivo di resistenza pari a quella del potenziometro si vede gà una flessione della relazione fra uscita ed ingresso che non è più lineare (figura a lato).

Cambiando i valori di Rp e Rc si possono osservare le varie situazioni per scoprire che con Rc più grandi di almeno 10 volte la Rp la relazione è lineare mentre con Rc minori di 10 volte la Rp la relazione lineare è gravemente compromessa.

potenziometro ScratchCon il progetto di Scratch "potenziometro sotto carico" sono possibili diverse azioni agendo sulla resistenza di carico: questo video2 illustra l'utilizzo del suddetto progetto di Scratch.

Rc e sulla posizione del cursore per osservare cosa cambia nella relazione fra la tensione di uscita e la posizione del cursore.

Nella figura si osserva la situazione nella quale la resitenza di carico Rc è paragonabile al valore della resitenza del potenziometro Rp.

Fin qui ci si è occupati della relazione fra ingresso dato dalla posizione del cursore e grado di riduzione della tensione in ingresso.

A rendere ancora meno proponibile l'utilizzo di un potenziometro per la regolazione di carichi di potenza contribuisce la valutazione sul rendimento complessivo (osservabile col il foglio di calcolo) che è sempre troppo basso.

L'utilizzo di potenziometri per la regolazione della potenza prevede sempre un amplificatore sia esso lineare o PWM.

Dispositivi elettronici come lamp-dimmer, Arduino, microbit... hanno sempre un ingresso ad alta impedenza che assicura la doppia funzione:

- mantenere lineare la relazione ingresso-uscita,

- consumare potenza trascurabile.

Le considerazioni teoriche trattate qui sono state verificate con misurazioni in questo articolo link1 .

Note

nota 1: Si dice funzionamento a vuoto quando non viene alimentato alcun carico o quando l'impedenza del carico è infinita o almeno molto più grande dell'impedenza interna del generatore equivalente.