potenziometro

potenziometro

potenziòmetro [Comp. di potenzi(ale) e -metro] [MTR] [EMG] Strumento per misurare la forza elettromotrice (f.e.m.) di una pila misurando la differenza di potenziale (d.d.p.) ai capi di questa senza assorbirne corrente, cioè in condizioni in cui la f.e.m. coincide con la d.d.p. ai morsetti. La fig. mostra lo schema semplificato della disposizione classica (p. per tensioni continue), dovuta a J.C. Poggendorff (1841); un generatore a fa scorrere una corrente in un un filo conduttore metallico b, rigorosamente omogeneo e di sezione costante; su b è posto un contatto a cursore, c, che si può spostare con grande accuratezza ed è collegato con un indice che rileva, su una scala graduata, la lunghezza del tratto di filo tra l'estremo basso P di b e il cursore; quest'ultimo può essere collegato, attraverso un galvanometro d e un commutatore, e, con il morsetto a potenziale maggiore di una pila campione, g, di f.e.m. nota f₀, oppure con quello omologo della pila da misurare, di f.e.m. ignota fx. Inizialmente è inserita la pila campione e si regola la posizione del cursore sinché il galvanometro indica corrente nulla; in tali condizioni si ha, con immediate considerazioni, la condizione di equilibrio di tensioni f₀=(l₀/l)V, essendo V la tensione ai capi del filo b, di valore fissato (mediante un reostato che porta l'intensità della corrente a un valore noto, indicato da un amperometro), l la lunghezza totale di questo filo e l₀ la lunghezza del tratto tra P e il cursore, indicata sulla scala (il dispositivo costituito dal filo e dal cursore costituisce un partitore di tensione a rapporto variabile ed è detto p. esso stesso); spostando poi il commutatore sull'altra posizione si ripete la procedura con la pila da misurare, ottenendosi fx=(lx/l)V, con lx lunghezza del tratto di filo ora interessato; dalle due relazioni citate si ha infine: fx=(lx/l₀)f₀. È essenziale che nelle due condizioni di equilibrio sia costante la tensione V, cioè l'intensità della corrente erogata da a e a ciò, se occorre, provvedono appositi organi di regolazione e di controllo, omessi per semplicità dallo schema. A questa disposizione fondamentale, tuttora valida, si sono apportate alcune varianti di componenti, volte a migliorare la speditezza e l'accuratezza; le più importanti di esse sono state l'adozione per a di un generatore a corrente costante, realizzato con dispositivi a stato solido, che assicura la costanza della tensione V (si eliminano allora il reostato e l'amperometro per la regolazione di V) e la sostituzione del partitore di tensione a filo con una combinazione di resistori decadici, mediante l'indice dei commutatori dei quali si può leggere direttamente il valore numerico della f.e.m., con una risoluzione di 0.1 μV in un campo sino a 1÷2 V e una precisione dell'ordine di 10-5÷10-6; un limite alla misurazione di f.e.m. molto piccole è costituito dall'insorgere di f.e.m. per effetto Volta nei vari punti in cui sono a contatto conduttori di natura diversa, che vanno eliminate con la massima cura. Una variante drastica è costituita dai p. elettronici, costituiti, molto semplic., da un voltmetro elettronico con indicatore numerico, che, in virtù della sua grandissima resistenza interna, dà una misura sufficientemente accurata della f.e.m. in esame (senza peraltro raggiungere la condizione ideale del p. classico); questi p. sono partic. comodi per misurare f.e.m. alternate, anche perché risulta più facile misurare con dispositivi elettronici che non con dispositivi classici la frequenza e l'eventuale fase iniziale di tali tensioni (i p. per correnti alternate che consentono tali misurazioni si chiamano p. polari). ◆ [ELT] P. resistivo: resistore variabile a cursore che deriva il suo nome dal suo primo uso nello strumento descritto dianzi; è un componente circuitale di largo uso come partitore di tensione a rapporto variabile con continuità tra 0 e 1 per regolare a piacere l'ampiezza di un segnale (regolatori cosiddetti di volume in amplificatori, ecc.) oppure per inserire in un circuito una resistenza variabile (attenuatori, filtri RC, ecc.); dal punto di vista costruttivo si dividono in: (a) p. rettilinei, nei quali v'è un corpo resistivo rettilineo sul quale s'appoggia un cursore (ricordando la struttura del dispositivo originale a filo: v. fig.); (b) p. circolari (la forma più diffusa), con il corpo resistivo disposto secondo una circonferenza (salvo un piccolo arco per i reofori) sul quale si muove il cursore, comandato da un albero; esistono p. di questo tipo, detti p. a più giri o multigiri, in cui il corpo resistivo si svolge secondo un certo numero (di norma 10) di spire di un'elica cilindrica e quindi l'albero che comanda il cursore compie altrettanti giri per coprire l'intera escursione di variazione del rapporto di partizione; (c) p. a filo e p. a composizione, a seconda che il corpo resistivo sia costituito, rispettiv., da un sottile filo metallico avvolto su un adatto supporto oppure da uno strato conduttore fatto dello stesso materiale di cui sono fatti i resistori a impasto; (d) p. comandabili, quelli normali, in cui il cursore è comandabile con continuità a mano, mediante un'apposita manopola; (e) p. regolabili, o semifissi, in cui la posizione del cursore è regolabile inserendo un giravite su un taglio praticato sull'area di comando o su una vite di comando e quindi adatti per regolazioni una tantum o comunque saltuarie. Dal punto di vista operativo si distinguono poi p. lineari, logaritmici, sinusoidali, ecc., a seconda che la resistenza tra il cursore e un estremo vari, rispettiv., con legge lineare, logaritmica, sinusoidale, ecc., con l'escursione angolare o lineare del cursore (per es., per la regolazione del volume di un amplificatore elettroacustico occorre un p. con legge logaritmica inversa, dato che la sensazione sonora dipende logaritmicamente dal-l'ampiezza dello stimolo acustico). Tra le caratteristiche dei p., oltre a quelle comuni a tutti i resistori (valore di resistenza, con la relativa tolleranza, valori massimi della tensione, intensità di corrente e potenza), è importante la risoluzione, data dalla tolleranza con cui è realizzata la legge di variazione della resistenza (nei p. di precisione, che sono sempre a filo, si arriva a frazioni di %: v. componenti elettronici passivi: I 667 Tab. 2.2).