Utiliser un potentiomètre comme rhéostat pour contrôle simple de vitesse de moteur

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre le rôle d'un rhéostat dans les applications à résistance variable.
• Câbler un potentiomètre pour fonctionner comme rhéostat à deux bornes.
• Démontrer un contrôle basique de vitesse de moteur avec un rhéostat série.
• Utiliser un voltmètre, pas un ampèremètre, pour vérifier la continuité du circuit en sécurité.
• Identifier le but de connecter la borne inutilisée au curseur pour protection contre défaillance du curseur.

Pièces et Matériaux

• Pile 6 volts
• Potentiomètre mono-tour, 5 kΩ taper linéaire (ex. Radio Shack #271-1714)
• Petit moteur hobby aimant permanent (ex. Radio Shack #273-223 ou équivalent)

Pour cette expérience, utilisez un potentiomètre de faible valeur — pas plus de 5 kΩ — pour garder le moteur réactif.

Références Croisées

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapitre 2 : « Ohm's Law »

Schéma

Illustration de câblage pour utiliser un potentiomètre comme rhéostat

Instructions de câblage du potentiomètre

Un potentiomètre est le plus souvent utilisé comme diviseur de tension, mais il peut aussi servir de résistance variable simple — un rhéostat — en connectant seulement deux bornes.

Pour convertir un potentiomètre en rhéostat, connectez le curseur à une borne externe et laissez la troisième borne déconnectée. Le dispositif à deux bornes résultant offre une résistance continuellement ajustable entre les bornes sélectionnées.

Par exemple, si vous connectez le curseur à la borne externe gauche, tourner l'axe pour amener le curseur vers la borne externe droite diminue la résistance. Inverser la connexion inverse simplement le sens de changement.

Utiliser les deux bornes externes ensemble produit une résistance fixe et élimine la fonction variable, donc évitez cette configuration quand un rhéostat est requis.

Attachez le potentiomètre comme montré dans le schéma et observez comment la vitesse du moteur varie avec la position de l'axe. Expérimentez en échangeant les bornes connectées pour voir comment le sens de changement de vitesse s'inverse.

Avec un potentiomètre de haute résistance, le moteur peut ne pas tourner jusqu'à ce que le curseur soit très proche de la borne externe connectée. Cela illustre comment le rhéostat limite le courant et, par conséquent, la vitesse du moteur.

Bien que cette méthode fournisse un moyen simple de contrôle de vitesse, elle est intrinsèquement inefficace : le rhéostat dissipe une portion significative de la puissance fournie en chaleur. Un contrôle plus avancé — comme le PWM via un transistor — atteint une régulation de vitesse efficace, mais dépasse le cadre de cette expérience basique.

Pour une fiabilité accrue, de nombreux circuits lient la borne inutilisée au curseur. Bien que cela n'affecte pas le contrôle de résistance, cela préserve un chemin conducteur si le curseur perd le contact avec la piste résistive — une défaillance courante dans les potentiomètres anciens.

Pour tester cette protection, déconnectez la borne du milieu et vérifiez que la tension apparaît encore aux bornes du moteur, confirmant la continuité.

Utiliser la tension du moteur est une alternative plus sûre que mesurer le courant du circuit

Pour vérifier qu'un circuit est complet, mesurer la tension aux bornes du moteur est préférable à l'insertion d'un ampèremètre. Un ampèremètre requiert une connexion série, qui peut court-circuiter l'alimentation si l'instrument est défaillant. Un voltmètre, lui, ne pose pas ce risque, en faisant le choix plus sûr pour mesures critiques sécurité.

Feuilles de travail connexes

• Feuille de travail Potentiomètres