Hoy hablaremos del potenciómetro, ya que es una pieza muy importante en el mundo de la electrónica debido a su capacidad para proporcionar un control preciso y ajustable de parámetros eléctricos y muchas otras aplicaciones, lo cual es vital para el funcionamiento óptimo de una amplia variedad de dispositivos y sistemas.

¿Qué es un potenciómetro?

Un potenciómetro es un dispositivo electrónico, es un tipo de resistor ajustable o variable. Se utiliza para controlar el flujo de corriente eléctrica en un circuito, permitiendo variar la resistencia y, por lo tanto, el voltaje de salida.

Componentes de un Potenciómetro:

1. Terminales: Un potenciómetro tiene tres terminales:
   • Dos terminales están conectados a los extremos de una pista resistiva.
   • El tercer terminal está conectado a un contacto deslizante o “cursor” que se mueve a lo largo de la pista resistiva.
2. Pista Resistiva: Esta es la parte del potenciómetro que ofrece resistencia. Puede estar hecha de materiales como grafito, carbón, metal o un polímero conductor.
3. Cursor o Wiper: Es el contacto móvil que se desplaza a lo largo de la pista resistiva, cambiando la resistencia entre el cursor y los dos extremos de la pista.

Los potenciómetros utilizan tres terminales y se suelen utilizar en circuitos de poca corriente, para circuitos de mayor corriente se utilizan los reóstatos.

En muchos dispositivos eléctricos los potenciómetros son los que establecen el nivel de salida.

Por ejemplo: En un altavoz el potenciómetro ajusta el volumen; en un televisor o un monitor de ordenador se puede utilizar para controlar el brillo.

Tiene tres terminales de las cuales normalmente se identifica con la numeración 1, 2 y 3 o A, B y C. 

A continuación les mostraré un esquema de funcionamiento de un potenciómetro giratorio la cual consiste en la terminal A o 1 y B o 3 corresponden a las terminales de conexión al circuito y la terminal B o 2 se pueden interpretar como la conexión de señal o punto de referencia. Normalmente se utiliza la siguiente configuración:

Terminal A o 1: Corresponde a GND.

Terminal B o 2: Corresponde a señal.

Terminal C o 3: Corresponde a V o señal de entrada.

El valor de un potenciómetro viene expresado en ohms (símbolo Ω) como el de las resistencias, siempre es la resistencia máxima que puede llegar a tener, la mínima lógica es cero.

Por ejemplo, un potenciómetro de 10KΩ puede tener una resistencia variable con valores entre 0Ω y 10.000Ω.

Tipos de Potenciómetros

Existen varios tipos de potenciómetros, cada uno diseñado para satisfacer diferentes necesidades y aplicaciones. Algunos de los tipos más comunes incluyen:

1. Potenciómetros lineales: Estos tienen una relación lineal entre el movimiento del cursor y el cambio en la resistencia. Son comúnmente usados para controlar el volumen en equipos de audio.
2. Potenciómetros rotativos: Estos son los más comunes y se utilizan para ajustar la resistencia al girar un eje. Pueden ser lineales o logarítmicos, dependiendo de cómo varía la resistencia con respecto al ángulo de rotación.
3. Potenciómetros deslizantes: En lugar de girar un eje, estos tienen un cursor deslizante que se mueve a lo largo de una pista resistiva. Se utilizan en aplicaciones donde el espacio es limitado o donde el movimiento lineal es más conveniente.
4. Potenciómetros múltiples: Estos contienen varios potenciómetros en un solo paquete. Son útiles en aplicaciones donde se requiere control independiente de múltiples parámetros, como en equipos de audio profesional.
5. Potenciómetros digitales: En lugar de tener una resistencia variable física, estos utilizan circuitos electrónicos para ajustar la resistencia de forma digital. Son más precisos y ofrecen funcionalidades adicionales, como la capacidad de almacenar configuraciones predefinidas.
6. Potenciómetros de mando: Son adecuados para su uso como elemento de control de la tensión en los aparatos electrónicos. El usuario acciona sobre ellos para variar los parámetros normales de funcionamiento. Por ejemplo, el volumen de un aparato de audio.
7. Potenciómetro ajustable: Utilizado comúnmente para controlar la resistencia en un circuito. Puede ajustarse manualmente para variar la resistencia y, por lo tanto, controlar diferentes aspectos como el volumen, la intensidad o el brillo en diferentes aplicaciones.
8. Potenciómetros de membrana: Utilizan una membrana conductora que se deforma por acción de la palanca reguladora del potenciómetro. Se utilizan, por ejemplo, en las pantallas táctiles. Existen membranas que se deforman por acción de un campo electromagnético y se utilizan en sensores contactless.
9. Reostatos: Los reostatos se pueden entender como un tipo de potenciómetro que utilizan dos terminales en lugar de tres. Son capaces de soportar niveles muy superiores de tensión eléctrica y se utilizan en ingeniería eléctrica y a nivel industrial, por ejemplo en motores y generadores eléctricos.

Aplicaciones del Potenciómetro:

Los potenciómetros no se suelen utilizar para controlar directamente grandes cantidades de energía, generalmente no más de un vatio, siendo la aplicación mayoritaria para ajustar señales de salida para dispositivos analógicos o de entrada en circuitos electrónicos.

1. Control de Volumen: En radios, televisores y equipos de sonido.
2. Ajuste de Sensores: Para calibrar y ajustar sensores en circuitos electrónicos.
3. Control de Iluminación: Para variar la intensidad de luces en lámparas o dispositivos similares.
4. Interfaces de Usuario: Como joysticks y controles manuales en varios dispositivos.

A continuación se describirán las principales aplicaciones de los potenciómetros:

1. Controlar el Voltaje: Los potenciómetros, al variar su resistencia, sirven para controlar el voltaje en un circuito. Esto permite al usuario manejar manualmente la tensión sin dañar los componentes del circuito.
2. Calibración de Señal: Los potenciómetros se utilizan para calibrar señales de audio, video o RF. Esto resulta particularmente útil para ajustar niveles en radios, televisores y sistemas de sonido.
3. Medición de Fuerza: Los potenciómetros se usan para medir fuerzas mecánicas; estos dispositivos miden un peso, presión o movimiento y se pueden utilizar para controlar motores, válvulas u otros equipos.
4. Cambio de Dirección de Corriente: Los potenciómetros también se utilizan para controlar la dirección del flujo de electricidad en un circuito; al variar la resistencia, se cambia el sentido de circulación de la corriente.
5. Reguladores de Voltaje: Esta es una aplicación muy común de los potenciómetros; éstos se emplean para estabilizar la energía proveniente de la batería, evitando así fluctuaciones en los circuitos.
6. Ajuste de Sensibilidad: Los potenciómetros también se usan para modificar la sensibilidad de los circuitos. Esto ayuda a mejorar la exactitud de los mismos, al permitir al usuario ajustar el rango de medición de los sensores.

Funcionamiento:

Al mover el cursor, se cambia la longitud de la pista resistiva por la que fluye la corriente, alterando la resistencia total del circuito. Este cambio en la resistencia modifica el voltaje de salida de acuerdo con la Ley de Ohm ($V=IR$), permitiendo ajustar el funcionamiento del dispositivo controlado por el potenciómetro.

Posteriormente, el potenciómetro se puede utilizar como regulador de voltaje. Para utilizar un potenciómetro como regulador de voltaje, se conecta en serie con una carga. Al girar el eje del potenciómetro, se ajusta la resistencia y, por lo tanto, el voltaje que llega a la carga. Esto permite controlar la cantidad de voltaje que se suministra a la carga, regulando su intensidad. Estos consejos te podrían servir para el momento en que necesites manejar un potenciómetro como regulador de voltaje:

1. Identifica el potenciómetro adecuado para tu circuito. Considera la resistencia nominal, la potencia máxima y la corriente máxima.
2. Conecta el terminal central del potenciómetro a la carga que deseas regular.
3. Conecta uno de los terminales del potenciómetro al voltaje de entrada.
4. Conecta el otro terminal del potenciómetro al voltaje de salida.
5. Gira el eje del potenciómetro para ajustar el voltaje de salida según sea necesario.
6. Utiliza un multímetro para medir el voltaje de salida y asegurarte de que esté dentro del rango deseado.
7. Evita girar el potenciómetro bruscamente, ya que esto puede causar fluctuaciones en el voltaje.
8. Protege el potenciómetro de posibles golpes o caídas, ya que esto puede afectar su funcionamiento.

 Tipos de gráficas de respuesta de distintos potenciómetros 

Símbolos eléctricos de un potenciómetro

Para conectar un potenciómetro, necesitas algunos componentes básicos y seguir ciertos pasos. A continuación te detallo los componentes y los pasos necesarios:

Componentes

1. Potenciómetro: El dispositivo principal, que tiene tres terminales.
2. Fuente de alimentación: Para proporcionar voltaje al circuito.
3. Cables de conexión: Para conectar el potenciómetro a la fuente de alimentación y al dispositivo que vas a controlar.
4. Dispositivo a controlar: Esto podría ser un LED, un motor, un controlador de voltaje, etc.
5. Multímetro (opcional): Para medir y asegurar que las conexiones y valores de resistencia sean los correctos.

Pasos para la Conexión

1. Identificar las terminales del potenciómetro:
   • Terminal 1 (A): Una de las terminales exteriores.
   • Terminal 2 (B): La terminal central, también conocida como el wiper (cursor).
   • Terminal 3 (C): La otra terminal exterior.
2. Conectar la Fuente de Alimentación:
   • Conecta una terminal de la fuente de alimentación (por lo general, el positivo) a la Terminal 1 (A) del potenciómetro.
   • Conecta la otra terminal de la fuente de alimentación (negativo) a la Terminal 3 (C) del potenciómetro.
3. Conectar el Dispositivo a Controlar:
   • Conecta un cable desde la Terminal 2 (B) del potenciómetro al dispositivo que quieres controlar (por ejemplo, la base de un transistor, el ánodo de un LED, etc.).
   • Completa el circuito conectando el otro terminal del dispositivo a la fuente de alimentación correspondiente (por ejemplo, el cátodo de un LED a la tierra).

Ejemplo Práctico: Controlar un LED

1. Conecta el pin 1 (A) del potenciómetro al positivo de la fuente de alimentación (5V).
2. Conecta el pin 3 (C) del potenciómetro al negativo de la fuente de alimentación (GND).
3. Conecta el pin 2 (B) del potenciómetro a una resistencia adecuada para el LED (por ejemplo, 220Ω), y luego conecta la otra pierna de la resistencia al ánodo del LED.
4. Conecta el cátodo del LED al GND.

Explicación

Explicación

1. Fuente de alimentación (+5V y GND):
   • +5V se conecta a la terminal A del potenciómetro.
   • GND se conecta a la terminal C del potenciómetro.
2. Potenciómetro:
   • La terminal B (central) del potenciómetro se conecta a una resistencia.
   • La otra terminal de la resistencia se conecta al ánodo del LED (la pata más larga).
3. LED:
   • El cátodo del LED (la pata más corta) se conecta a GND.

Diagrama visual

Aquí tienes un diagrama visual del circuito para conectar un potenciómetro a un LED:

1. Fuente de alimentación:
   • +5V está conectado a la terminal A del potenciómetro.
   • GND está conectado a la terminal C del potenciómetro.
2. Potenciómetro:
   • La terminal B (central) del potenciómetro está conectada a una resistencia.
3. Resistencia:
   • La resistencia se conecta entre la terminal B del potenciómetro y el ánodo del LED.
4. LED:
   • El cátodo del LED está conectado a GND.

Al girar el eje del potenciómetro, cambiarás la resistencia, ajustando la cantidad de corriente que pasa por el LED y variando su brillo.

Precauciones

1. Verificar la Potencia del Potenciómetro:
   • Asegúrate de que el potenciómetro pueda manejar la potencia del circuito. Consulta las especificaciones del fabricante para conocer el límite de potencia (medido en vatios).
2. Seleccionar el Valor de Resistencia Apropiado:
   • Elige un potenciómetro con un rango de resistencia adecuado para tu aplicación. Si la resistencia es demasiado baja o demasiado alta, puede afectar el funcionamiento del circuito.
3. Conectar la Fuente de Alimentación Correctamente:
   • Asegúrate de conectar los terminales de la fuente de alimentación correctamente (positivo a la terminal A y negativo a la terminal C, por ejemplo). Una conexión incorrecta puede dañar el potenciómetro y otros componentes.
4. Utilizar Resistencias de Protección:
   • En algunos casos, puede ser útil agregar resistencias en serie con el potenciómetro para limitar la corriente y proteger el dispositivo. Especialmente importante en aplicaciones de alta corriente.
5. Evitar Sobrecargas de Corriente:
   • No excedas la corriente máxima que el potenciómetro puede manejar. Las sobrecargas pueden dañar el elemento resistivo del potenciómetro.
6. Evitar Sobretensiones:
   • Asegúrate de que el voltaje aplicado no exceda las especificaciones del potenciómetro. Una sobretensión puede causar daños permanentes.
7. Comprobar la Conexión a Tierra:
   • Si tu circuito requiere una conexión a tierra, asegúrate de que esté correctamente establecida para evitar problemas de ruido o funcionamiento errático.
8. Verificar el Estado del Potenciómetro:
   • Antes de usarlo, revisa que el potenciómetro no esté dañado o desgastado. Un potenciómetro en mal estado puede causar variaciones inesperadas en la resistencia.
9. Evitar el Sobrecalentamiento:
   • Si el potenciómetro se calienta durante su funcionamiento, puede ser un indicio de sobrecarga. Asegúrate de que esté operando dentro de sus límites térmicos.

10. Asegurar Conexiones Firmes:

    • Asegúrate de que todas las conexiones estén bien aseguradas y sin holguras para evitar fallos intermitentes.

Buenas Prácticas

• Usar un Multímetro: Antes de incorporar el potenciómetro al circuito, mide su resistencia con un multímetro para asegurarte de que funcione correctamente.
• Documentar el Circuito: Lleva un registro de tu diseño del circuito y las conexiones realizadas, esto te ayudará a solucionar problemas en caso de que algo salga mal.
• Probar con Voltajes y Corrientes Bajos Primero: Si estás experimentando, empieza con voltajes y corrientes bajos para minimizar el riesgo de dañar los componentes.

Siguiendo estas precauciones, podrás asegurarte de que tu potenciómetro y el resto del circuito funcionen correctamente y de manera segura.

A continuación les dejare unos videos para que puedan profundizar un poco mas sobre el tema. Espero les haya sido útil esta información.

Video 1

Video 2

Video 3