Types de potentiomètres expliqués : guide complet

À propos des types de potentiomètres, il y a de fortes chances que le premier composant électrique que vous ayez vu était une résistance. Vous savez, ce composant en forme de perle colorée avec de minuscules fils. Oui, ce sont des résistances. Les résistances sont des instruments utilisés pour mesurer la résistance au passage de l'électricité dans un fil ou un conducteur.

Il existe différents types de résistances : résistance CMS (SMD), résistance variable, résistance au carbone, résistance à film métallique, résistance semiconducteur, résistance bobinée.

Cet article se concentre sur un type spécifique de résistance : la résistance variable, aussi appelée potentiomètre. Nous aborderons les types de potentiomètres, leurs utilisations, leur importance et d'autres détails essentiels.

Qu'est-ce qu'un potentiomètre ?

Le potentiomètre, également connu sous le nom de résistance variable, est une résistance qui permet de contrôler le flux d'électricité grâce à son contact mobile et ses bornes. Un potentiomètre possède trois bornes et un contact mobile avec une tension manuellement ajustable.

Pour chaque potentiomètre, il existe un contrôle électronique et mécanique qui permet de modifier la résistance au passage de l'électricité. Cependant, en raison de cette résistance modifiée, le courant et la tension traversant le potentiomètre sont régis par la loi d'Ohm.

Potentiomètres

Caractéristiques des potentiomètres

Voici les principales caractéristiques :

La courbe (Taper) :

C'est l'une des caractéristiques majeures d'un potentiomètre. Elle aide à l'utiliser efficacement et à choisir l'application ou le dispositif idéal. Cette caractéristique est aussi appelée « courbe des pots » ou « lois des pots ». Elle représente simplement le rapport entre la résistance et la position du curseur (wiper). En tant qu'ingénieur, vous constaterez que ce rapport peut prendre une forme linéaire, logarithmique ou antilogarithmique lorsqu'il est tracé en graphique.

Double potentiomètre

Codes de marquage :

Ils indiquent la résistance maximale qu'un potentiomètre peut atteindre. Cela aide les ingénieurs à faire un choix éclairé. Les fabricants inscrivent donc des codes de marquage sur les pots. Ainsi, un pot marqué « 100K » ne peut atteindre que 100 kΩ de résistance.

De plus, un code de marquage indique aussi la courbe du potentiomètre. Dans ce cas, les codes sont différents et signifient des choses différentes selon la région de l'utilisateur.

Résolution :

Elle désigne la plus petite variation de résistance possible dans un potentiomètre. Par exemple, un potentiomètre de 50 kΩ avec une résolution de 10 signifie que la variation minimale de résistance est de 10 Ω. La plus petite variation se fera par multiples de dix : 10 Ω, 20 Ω, 30 Ω, etc.

Résistance « hop-on hop-off » :

Cela concerne le comportement du curseur (wiper) dans le potentiomètre. On trouve le matériau résistif entre deux bornes, faites de métaux à faible résistance. En raison de cette faible résistance, il y a un changement brusque de résistance chaque fois que le curseur entre ou sort de la zone entre les deux bornes. Cette action du curseur est ce que les techniciens appellent « hop-on hop-off resistance ».

Comment fonctionne un potentiomètre ?

Le potentiomètre utilise trois bornes. Pour l'utiliser, il faut connecter les trois bornes à un circuit comme suit : vous connectez les deux bornes fixes aux extrémités de la bande résistive et la dernière borne au curseur. Les deux bornes fixes reçoivent la tension d'entrée, tandis que la tension de sortie sort par la première borne et la borne connectée au curseur.

Types de potentiomètres

Nous nous concentrerons ici sur les potentiomètres selon leur mode de fonctionnement. Dans cette catégorie, il existe trois types principaux : le potentiomètre rotatif, le potentiomètre numérique et le potentiomètre linéaire.

Potentiomètre rotatif

Vous souvenez-vous du bouton utilisé pour contrôler le volume sur une chaîne stéréo ? En tournant le bouton dans un sens ou dans l'autre, vous augmentez ou diminuez le volume. C'est exactement ainsi que fonctionne le potentiomètre rotatif.

Le potentiomètre fournit une tension d'alimentation ajustable aux circuits électroniques et électriques en convertissant son mouvement circulaire en résistance variable.

Dans ce type, on trouve deux contacts placés en demi-cercle avec une résistance uniforme. La troisième borne est un curseur relié au bouton rotatif. Lorsque vous bougez le bouton, le curseur se déplace le long de la résistance, ce qui modifie la résistance du potentiomètre.

Boutons de réglage en différentes versions

Il existe de nombreux types de potentiomètres rotatifs : potentiomètre à un tour, potentiomètre double (dual gang), potentiomètre multi-tours, potentiomètre asservi (servo pot), et potentiomètres à arbres concentriques.

Potentiomètre linéaire

Le potentiomètre linéaire fonctionne exactement comme le potentiomètre rotatif, sauf qu'il utilise un mouvement linéaire au lieu d'un mouvement rotatif pour fournir une résistance variable.

Cependant, les potentiomètres linéaires sont particulièrement utiles pour mesurer la résistance interne d'une cellule de batterie ou comparer une cellule étalon avec une cellule de batterie.

Résistances variables

Il existe différents types : potentiomètre curseur linéaire, curseur multi-tours, double curseur, et fader motorisé.

Potentiomètre numérique

Les deux types précédents sont des potentiomètres mécaniques. Ils présentent donc des problèmes tels que des variations de précision, l'humidité, l'usure mécanique, la contamination du curseur, la sensibilité aux vibrations et la dérive de résistance.

Carte électronique avec potentiomètre

Avec le potentiomètre numérique, vous n'avez pas à vous soucier de la précision de vos mesures ni de ces autres problèmes.

Note : Vous pouvez classer les différents types de potentiomètres selon deux facteurs principaux : les matériaux de fabrication utilisés et leur principe de fonctionnement. Selon le matériau, il existe de nombreux types : potentiomètre à composition carbone, à film métallique, en plastique conducteur, et cermet.

Symbole du potentiomètre

Symbole du potentiomètre

Source : Wikipedia Commons

Le symbole d'un potentiomètre ressemble beaucoup à celui d'une résistance. Il consiste en un symbole de résistance avec une flèche représentant le curseur, pointant vers la résistance.

Circuit de potentiomètre numérique

Source : https://www.electroschematics.com

Ci-dessus, un schéma de circuit montrant un potentiomètre numérique de type X9CMME avec un indicateur optique, un changement de fréquence retardé, et deux commandes étiquetées S1 et S2.

Lorsque vous ouvrez les indicateurs optiques, deux résistances étiquetées R8 et R9 maintiennent la tension de sortie pour une porte NAND, IC2D et la tension d'entrée U/D du CI1.

Applications des potentiomètres

Un potentiomètre a de nombreuses applications dans un circuit électrique et dans les machines.

• Premièrement, le potentiomètre permet de mesurer la force électromotrice ou la résistance dans une cellule.
• Il fonctionne aussi comme un diviseur de tension ajustable dans un circuit électronique.
• De plus, il y a une application audio pour un potentiomètre dans un récepteur TV ou radio comme moyen de contrôle de volume, de contrôle de linéarité absolue, ou de contrôle de tonalité.
• Enfin, il existe des applications de puissance pour les potentiomètres, notamment dans les machines.

Valeurs des potentiomètres

L'une des caractéristiques d'un potentiomètre est sa tension variable et sa capacité à maintenir plusieurs valeurs de résistance. Pour réduire la complexité du circuit, les fabricants ramènent les valeurs de résistance du potentiomètre à des multiples de 10, 20, 22, 25, 47 et 50. Ainsi, certaines valeurs populaires sont 10 kΩ, 1 kΩ, 5 kΩ et 100 kΩ.

Inconvénients du potentiomètre numérique

• La variation de température affecte sa résistance interne
• Sans bouton, il n'est pas aussi convivial que les autres types
• On ne peut pas l'utiliser pour des courants de forte magnitude

Avantages du potentiomètre numérique

• Premièrement, il utilise une interface numérique
• Ensuite, il offre une large résolution
• Il fonctionne parfaitement bien dans des conditions difficiles
• De plus, il est portable et léger
• Enfin, il offre une fiabilité supérieure aux types mécaniques.

Résumé

Le potentiomètre est un composant électrique important que les ingénieurs utilisent pour mesurer la résistance interne d'une cellule de batterie, entre autres usages. Cet article est un guide complet sur le fonctionnement des potentiomètres. Pour toute question ou demande, veuillez nous contacter.