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Unbekannt am 17.02.2012

Online-Ratgeber Potentiometer
Charakteristik und Drehrichtung

 

Ursprünglich hatten
PotentiometerEin Poti ist ein Drehregler zur Regulierung von Spannungen. Potentiometer werden eingesetzt zur Regelung von Verstärkung, Frequenzen usw.
Potentiometer
nur einen linearen Widerstandsverlauf. Das heißt, wenn man das
PotentiometerEin Poti ist ein Drehregler zur Regulierung von Spannungen. Potentiometer werden eingesetzt zur Regelung von Verstärkung, Frequenzen usw.
Poti
in seine Mittelstellung brachte, hatte man zwischen Schleifer und einer Endstellung den halben Widerstand. Man fand jedoch schnell heraus, dass diese Charakteristik in vielen Fällen unzulänglich war. Hiervon ist besonders die Lautstärkeeinstellung (engl. Volume) betroffen. Da die Empfindlichkeit des menschlichen Gehörs logarithmisch ausgeprägt ist, führt ein linearer Widerstandsverlauf zu einer ungleichmäßigen Lautstärkeänderung. Aus diesem Grund wurden verschiedene Widerstandsverläufe, die man auch als Charakteristik (engl. Taper) bezeichnet entwickelt.

Um das logarithmische Verhalten des Gehörs zu kompensieren, benötigt man einen Widerstandsverlauf, der aus mathematischer Sicht, der Umkehrfunktion des Logarithmus entspricht. Also muß der Widerstandsverlauf einer Potenzfunktion folgen. Fälschlicherweise werden
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Potentiometer
mit einer solchen Charakteristik jedoch als „logarithmisch“ bezeichnet. Um Verwirrungen zu vermeiden, werden wir diesem Fehler im weiteren Verlauf, wider besseres Wissen, auch treu bleiben. Sehen wir uns zunächst die wichtigsten Widerstandsverläufe oder Charakteristiken an.

Grundsätzlich kann man zwei Verläufe angeben, da das
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Potentiometer
ja aus zwei Teilwiderständen besteht. Wir beschränken uns jedoch auf den Widerstand, der zwischen Schleifer und Anfang existiert. Dreht man den Schleifer dann im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag, so wird der Widerstand mit steigendem Winkel immer größer (für den anderen Widerstand gilt dann das umgekehrte Verhalten).

Wer diesen Widerstand und seinen Verlauf in Abhängigkeit des Drehwinkels bestimmen will, der benötigt dazu nur eine handelsübliches Multimeter. Das Meßgerät wird dann gemäß Bild mit dem
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Potentiometer
verbunden. Dann stellt man verschiedene Winkel ein und mißt den dazu gehörenden Widerstand. Ein normales
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mit einem Kennwiderstand von 500kOhm aus einer Elektrogitarre ergab dann das folgende Ergebnis:

Messung des Widerstandsverlaufes eines Poti

Messung des Widerstandsverlaufes eines
PotentiometerEin Poti ist ein Drehregler zur Regulierung von Spannungen. Potentiometer werden eingesetzt zur Regelung von Verstärkung, Frequenzen usw.
Poti

Man erkennt jetzt hier mehrere Dinge:

1. Der mechanische Drehwinkel beträgt 300°

2. Der Kennwiderstand beträgt tatsächlich 570kOhm, was einer Abweichung von 14% entspricht.

3. Der Widerstand verändert sich nicht gleichmäßig mit dem Drehwinkel. Der Verlauf ist also nichtlinear.

4. Der Widerstand verändert sich nicht über den gesamten Drehwinkel. Die Änderung beginnt bei ca. 50° und endet bei rund 260°. Damit beträgt der elektrisch wirksame Drehwinkel lediglich 210°

Tatsächlich unterscheiden die Hersteller zwischen dem mechanischen und dem elektrischen Drehwinkel. Dieser Unterschied ist in der Regel konstruktionsbedingt und läßt sich nicht vollständig vermeiden. Da hätten wir also wieder eine Erkenntnis:

Ein
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Potentiometer
ändert seinen elektrischen Wert nur auf einem Teil des mechanischen Drehwinkels. An beiden Enden sind rund 15% des Drehwinkels elektrisch wirkungslos.

Betrachtet man nur den elektrischen Drehwinkel, also den Bereich von 50° bis 260°, so erhalten wir hier die Widerstandsänderung von 0% bis 100% des Kennwiderstandes. Der im vorhergehenden Bild gezeigt Verlauf wird allgemein als „logarithmisch“ bezeichnet. Das Gegenstück dazu heißt „antilogarithmisch“ (engl. reverse log). Das nächste Bild zeigt die drei gängigsten Verläufe:

Grafische Darstellung verschiedener Potentiometercharakteristiken

Grafische Darstellung verschiedener Potentiometercharakteristiken

Der logarithmische Widerstandsverlauf wurde dabei so festgelegt, dass ein Rechtshänder eine Lautstärkeerhöhung wahrnimmt, wenn er das
PotentiometerEin Poti ist ein Drehregler zur Regulierung von Spannungen. Potentiometer werden eingesetzt zur Regelung von Verstärkung, Frequenzen usw.
Poti
im Uhrzeigersinn dreht. Für einen Linkshänder ist das dann sehr ungewohnt, denn er erwartet gerade das umgekehrte Verhalten. Aus diesem Grunde gibt es spezielle Linkshänderpotis. Hier hat der Widerstand bei 0% des Drehwinkels seinen maximalen Wert und verringert sich dann. Effektiv handelt es sich dabei um ein
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Potentiometer
mit antilogarithmischer Charakteristik, bei dem man lediglich die Anschlüsse A und E vertauscht.

Bei einer linearen Charakteristik wird nicht zwischen Links- und Rechtshänder unterschieden. Hier werden einfach nur die Anschlüsse A und E vertauscht. Das führt zur nächsten Erkenntnis:

Logarithmische
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Potentiometer
haben eine Drehrichtung; lineare
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Potentiometer
nicht.

Die beiden gezeigten logarithmischen Verläufe gibt es einer großen Anzahl von Variationen. Wie stark die Kurve gekrümmt ist, wird dabei vom Widerstand bei einem Drehwinkel von 50° festgelegt. Die gängigsten Potis haben hier Widerstände zwischen 10% und 20% für logarithmische Verläufe und 80% bis 90% für antilogarithmische Verläufe.

Eine Spezialform stellen
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Potentiometer
mit einer s-förmigen Charakteristik dar. Das folgende Bild zeigt zwei beispielhafte Verläufe:

Grafische Darstellung verschiedener Potentiometercharakteristiken

Grafische Darstellung verschiedener Potentiometercharakteristiken

Hier wird die Widerstandsbahn mit einem logarithmischen und einem antilogarithmischen Teil produziert. Solche Verläufe werden jedoch nur selten benötigt. In so fern sind diese Bauteile schwer zu beschaffen und teuer.

 

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Inhaltsverzeichnis:

[Inhalt] [Was ist ein Potentiometer?] [Bauformen] [Spezielle Potentiometer] [Namen für die Anschlüsse und elektr. Eigenschaften] [Charakteristik und Drehrichtung] [Bezeichnung eines Potentiometers] [Hilfe, mein Poti knistert] [Fazit] [Feedback]
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