Potenziometro vs. Reostato: Quale Dovresti Usare?

Ricordo quando, da giovane studente universitario al primo anno, giocavo per la prima volta con i potenziometri durante la mia lezione introduttiva di elettronica. Improvvisamente inizi a realizzare dove questi componenti vengono utilizzati nei dispositivi di uso quotidiano senza che tu lo sapessi. I potenziometri e i reostati sono due versioni di un resistore variabile che forniscono un modo semplice per controllare il flusso di corrente e la caduta di tensione in diverse parti di un sistema.

Sebbene questi componenti forniscano la stessa funzione di base, sono piuttosto diversi e non sono sempre sostituti perfetti l'uno dell'altro. Quindi, cosa rende questi componenti così diversi, e perché sono preferiti in applicazioni diverse? Ecco quando dovresti usare un potenziometro rispetto a un reostato e cosa cercare nelle specifiche del datasheet per selezionare il componente giusto.

Costruzione di Potenziometro vs. Reostato

I potenziometri e i reostati hanno una costruzione simile e funzionano in modi simili: girando una manopola puoi controllare la distribuzione di corrente e tensione in un circuito. Sembra abbastanza semplice, ma il modo in cui questi componenti sono costruiti li rende migliori opzioni per applicazioni diverse.

La differenza più ovvia tra un potenziometro e un reostato è il numero di terminali; i potenziometri ne hanno tre (ingresso e 2 uscite) mentre i reostati ne hanno due (1 ingresso, 1 uscita). Grazie ai tre terminali del potenziometro, può essere utilizzato come un reostato quando uno dei terminali è lasciato libero. Tuttavia, il contrario non è del tutto vero; un reostato non può essere utilizzato come un potenziometro a meno che non si aggiunga almeno un altro resistore e si colleghi a terra l'uscita del reostato.

Un potenziometro è fondamentalmente un divisore di tensione variabile; man mano che si gira la manopola sul dispositivo, un contatto scorrevole crea un divisore di tensione tra l'ingresso e le due uscite. In altre parole, un potenziometro è semplicemente destinato alla divisione di tensione. Con un reostato che è semplicemente un potenziometro con resistenza infinita alla seconda uscita, modula la potenza totale ricevuta dal carico connesso all'uscita. Se la resistenza del reostato e del carico sono uguali, allora la massima potenza viene trasferita al componente del carico.

Ci sono IC di potenziometri digitali che forniscono controllo digitale sulla tensione divisa tra un divisore di tensione. Questi IC forniscono un'uscita di tensione attraverso la metà inferiore di un divisore di tensione in passi discreti (definiti da un certo numero di bit). Questi IC possono essere impostati per operare in modalità reostato, fornendo un'uscita di tensione digitalizzata piuttosto che continua. Un ottimo esempio è il MCP40D19T-503E/LT di Microchip, che fornisce un'uscita a 7 bit su una rete di resistori integrata tramite un'interfaccia I2C.

Al giorno d'oggi, il termine "reostato" è talvolta usato in modo interscambiabile con "potenziometro a 2 terminali" o qualcosa di simile, ma alcuni produttori di componenti fanno ancora una distinzione specifica tra questi componenti. Un esempio è il RT025AS1501KB di Vishay, che fornisce il tipo di regolazione meccanica della resistenza che un progettista si aspetterebbe da un tipico potenziometro.

Selezione di un Potenziometro Meccanico vs. Reostato

Quando si selezionano questi componenti, è importante notare che hanno specifiche leggermente diverse, anche se un potenziometro può essere configurato per fornire le stesse funzioni di un reostato. Ecco alcune delle specifiche importanti:

• Resistenza Massima. Prestare attenzione alla resistenza massima del dispositivo poiché determinerà il limite di tensione/corrente fornito al carico. I valori tipici variano da decine di Ohm a kOhm. Questo dovrebbe essere accuratamente abbinato alla tua fonte di alimentazione e alle tue esigenze di corrente. 

• Resistenza del cursore. La resistenza del cursore è piuttosto importante in un reostato e dovrebbe essere molto piccola per fornire una quantità precisa di corrente al carico. Per un potenziometro, se generalmente stiamo fornendo una certa tensione a un carico ad alta impedenza, la resistenza del cursore non è così importante poiché sarà sempre molto più piccola della resistenza del carico. In ogni caso, è necessario analizzare attentamente quanta resistenza del cursore si può tollerare poiché la resistenza del cursore appare in serie con la resistenza del carico. 

• Stile di Taper. Il taper ti dice come varia la resistenza del dispositivo, o piuttosto la divisione della resistenza lungo la corsa, man mano che il cursore viene mosso. Il taper lineare è ottimo quando hai bisogno di funzioni di controllo che sono funzioni lineari della tensione/corrente fornita al carico. Un esempio potrebbe essere un amplificatore operazionale con il componente posizionato nel loop di feedback. Altri stili di taper sono logaritmico e un taper audio che è specificamente definito per i sistemi audio. 

• Valutazione della potenza. Proprio come i resistori regolari hanno una valutazione della potenza, così fanno i potenziometri e i reostati. Superare la valutazione della potenza può danneggiare il componente. 

• Tolleranza e isteresi. Poiché i potenziometri e i reostati sono componenti elettromeccanici, la tolleranza della resistenza può variare del 10-20% in alcuni casi a causa della costruzione dell'avvolgimento e dell'isteresi. I componenti di precisione avranno tolleranze minori e una riproducibilità più elevata (minore isteresi).

Qualsiasi laboratorio di elettronica dovrebbe avere a disposizione alcuni potenziometri o reostati per il prototipaggio o il breadboarding. Sono molto utili per progettare circuiti semplici prima di iniziare a creare schemi o un layout di PCB. Una volta che hai progettato un circuito di base con il valore di resistenza desiderato del potenziometro/reostato, prendi un ohmmetro e misura ai terminali; questo ti indica i valori di resistenza di cui hai bisogno nel tuo circuito.

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