Construindo Divisor de Tensão Preciso com Potenciômetro

PEÇAS E MATERIAIS

• Duas baterias 6 volts
• "Grafite" de lápis (barra grafite-argila) para lápis mecânico
• Potenciômetro single-turn, 5 kΩ – 50 kΩ, linear-taper (Radio Shack #271-1714 – 271-1716)
• Potenciômetro multi-turn, 1 kΩ – 20 kΩ, linear-taper (Radio Shack #271-342, 271-343, 900-8583, 900-8587 – 900-8590)

INTRODUÇÃO

Potenciômetro funciona como divisor de tensão variável. Girando seu eixo ou deslizando controle, você define razão entre duas tensões de saída.

Potenciômetros estão disponíveis em configurações panel-mount e breadboard (PCB). Para este experimento qualquer estilo funcionará, mas potenciômetro linear é preferido porque sua resistência muda proporcionalmente com posição. Potenciômetros audio-taper (logarítmicos), frequentemente recuperados de rádios, exibem relação não-linear e são menos adequados para divisão de tensão precisa.

REFERÊNCIAS CRUZADAS

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, Capítulo 6: "Divider Circuits and Kirchhoff's Laws."

OBJETIVOS DE APRENDIZADO

• Usar voltímetro para ler tensão across rede de resistores.
• Usar ohmímetro para verificar valores de resistores.
• Projetar e analisar divisor de tensão.
• Demonstrar como tensões somam em série.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRAÇÃO

INSTRUÇÕES

Comece com "grafite" de lápis como resistor improvisado. Conecte ambas extremidades da barra a bateria 6 volts usando clips jacaré. Anexe voltímetro across barra e mova sonda vermelha ao longo do comprimento. Observe como leitura muda; máximo ocorre quando sonda está no ponto médio, dividindo barra em duas resistências iguais.

Em seguida, reconecte voltímetro para medir apenas segmento superior da barra. Mova sonda preta ao longo da barra e note queda de tensão. Leitura mais alta aparece quando sonda está perto do terminal positivo, confirmando que queda de tensão é maior across segmento mais longo.

Potenciômetros fabricados encapsulam tira resistiva em carcaça, com cursor que desliza ou gira ao longo da tira. Potenciômetro rotativo frequentemente usa trilha espiral, exigindo várias voltas para percorrer faixa completa; isso é ideal para ajuste fino. Potenciômetros lineares movem cursor linearmente ao longo da tira e podem empregar mecanismo deslizante ou de parafuso para precisão multi-turn.

Ao configurar potenciômetro real, primeiro meça tensão da bateria. Então, com potenciômetro conectado, meça tensão entre cursor e extremidade negativa da bateria. Gire eixo até voltímetro ler exatamente um-terço da tensão total (≈ 2 V para bateria 6 V). Finalmente, repita medição com duas baterias em série (≈ 12 V). Razão da tensão do cursor para tensão total deve permanecer 1:3, confirmando precisão do divisor.

PLANILHAS RELACIONADAS

• Potentiometers Worksheet
• Voltage Divider Circuits Worksheet
• Simultaneous Equations for Circuit Analysis Worksheet