Potenciómetros variables

01 · Punto de partida

Un divisor con perilla

¿Y si R1 y R2 pudieran cambiar sin desoldar? El potenciómetro es exactamente eso: una pista resistiva total (ej. 10 kΩ) con un cursor que la parte en dos variables que siempre suman el total. Girar mueve la fracción del divisor del Tema 21 a voluntad.

Lo verás como volumen, brillo, umbral ajustable y calibración. Y con una advertencia seria: el cursor no entrega potencia gratis.

• ¿Cómo se conecta: 3 patas o 2?
• ¿Qué tensión sale según el giro?
• ¿Cuánta corriente aguanta el cursor?
• ¿Por qué nunca a cero pelado con un LED?

02 · Partes y conexiones

Tres patas, dos usos

Lineal en este curso (los logarítmicos de audio son del curso 4). El valor impreso (10k) es de extremo a extremo, siempre presente como carga de la fuente: I = 9/10k = 0,9 mA continuos.

03 · Cálculo

Vout por fracción de giro

Diseñar un rango

¿Umbral ajustable 2–4 V con 9 V? Pote 10k + R fijas arriba y abajo que recorten el rango (Tema 25): el cálculo es divisor de 3 con el pote en medio.

Corriente del divisor

I = Vs/Ptotal, fija la gire donde la gire (9 V/10k = 0,9 mA). Potes chicos (1k) gastan más; grandes (100k) cargan peor (Tema 22).

Potencia en la pista

P = Vs²/Ptotal repartida según giro: 9²/10k = 8,1 mW total. Potes de 1k a 12 V ya disipan 144 mW: verificar nominal.

Reóstato con seguridad

LED 9 V con R fija 330 + pote 1k en serie: I de 21 mA (pote 0) a 5,3 mA (pote max). A cero pelado sin R fija = LED muerto al primer giro.

04 · Carga en el cursor

El divisor que se mueve al cargar

Con carga RL en el cursor, R2 efectiva = (f·P) ∥ RL: la linealidad se pierde y el giro miente en el medio. Ejemplo 10k a 9 V al 30 % (2,7 V) con RL 10k: R2eq = 3k∥10k ≈ 2,31k; Vout = 9×2,31/9,31 ≈ 2,23 V (−17 %).

Regla 10× del Tema 22 aplicada: RL ≥ 10 × Ptotal para error chico. Con pote 10k, cargas de ≥ 100 kΩ (entradas, no LED).

05 · Pote en código

Barrer el giro y la carga

Función del cursor con fracción, más tabla de posiciones:

def pote(vs, ptotal, frac, rl=None):
    r2 = frac * ptotal
    r1 = ptotal - r2
    if rl is None:
        vout = vs * frac
    else:
        r2eq = r2 * rl / (r2 + rl)
        vout = vs * r2eq / (r1 + r2eq)
    print(f"f={frac:.0%} R1={r1:.0f} R2={r2:.0f} -> Vout={vout:.2f} V")
    return vout


for f in [0.0, 0.3, 0.5, 0.8, 1.0]:
    pote(9, 10000, f)
print("--- con carga 10k al 30% ---")
pote(9, 10000, 0.3, rl=10000)

Probá pote(5, 10000, 0.5, rl=10000): ¿error vs. sin carga? ¿Y con rl=100000?

Reóstato seguro para LED

Barrido de brillo con R fija de seguridad (nunca a cero pelado):

def brillo_led(vs=9.0, v_led=2.0, r_fija=330, pote_max=1000):
    for f in [0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0]:
        r = r_fija + f * pote_max
        i = (vs - v_led) / r
        print(f"pote {f:.0%}: R={r:.0f} -> I={i*1000:.1f} mA")


brillo_led()

06 · Analogía programador

Slider con límites físicos

1. 1
   Input range 0–100.

   El cursor es un slider HTML con valor f: Vout = Vs × f. Mismo modelo mental, con electrones.

2. 2
   Min/max con resistencias.

   R fijas arriba/abajo = clamp() del rango: el slider solo recorre la ventana útil.

3. 3
   Rate limit físico.

   El cursor no entrega más que su nominal: como un endpoint con quota baja. Pasarse quema el contacto.

07 · Exploración

Laboratorio: girar el pote

Mové el cursor, cambiá el valor total y conectá carga: el laboratorio muestra Vout ideal y real, error, corriente y potencia, con aviso de cursor exigido.

Preguntas para explorar

1. Con carga 10k, ¿en qué zona del giro el error es peor? ¿Por qué?
2. ¿Qué cambia entre pote 1k y 100k con la misma carga 10k?
3. ¿Por qué el cursor al 0 % o 100 % con carga igual “miente” poco?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios con perilla

Ejercicio 1: umbral 2–4 V

Con 9 V y pote 10k, agregá R fijas para que el cursor recorra ≈ 2–4 V. Calculá R arriba y abajo con I = 0,2 mA, elegí E12 y verificá extremos con pote().

Ejercicio 2: brillo seguro

LED 9 V con R fija 330 + pote 1k. Con brillo_led(): I min/max. ¿El cursor sufre? ¿P del pote al máximo?

Ejercicio 3: carga que deforma

Pote 10k a 9 V al 50 % con RL 10k en cursor. Calculá Vout real y error. ¿Qué pote elegirías para error < 5 %?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Divisores fijos y variables dominados. Ahora, a diseñar de verdad: en el próximo tema, diseño con divisores + taller medido.