Variable Widerstände: Typen, Anwendungen und Stromsteuerung

In einem elektrischen Stromkreis wirkt ein Widerstand als feste Beschränkung des Stromflusses, ohne den Strom vollständig ein- oder auszuschalten. Ein variabler Widerstand ermöglicht eine feinere Steuerung des Stroms, indem er den Widerstandswert ändert. Je höher der Widerstand, desto geringer der Strom. Beispiele für variable Widerstände sind der Lautstärkeregler an einem Radio und ein Dimmschalter für eine Lampe. Rheostaten und Potentiometer sind zwei gängige Typen dieser Geräte.

Aufbau

Variable Widerstände haben zwei grundlegende Komponenten. Das Material, das den Widerstand liefert, heißt Element. Das Element hat einen von zwei Spurenarten: linear oder logarithmisch.

Eine lineare Spur bedeutet, dass die Widerstandsänderung über das gesamte Element konstant ist. Im Allgemeinen hat ein linearer variabler Widerstand die Hälfte des maximal möglichen Widerstands, wenn der Schleifer (Wiper) in der genauen Mitte der Spur steht. Eine logarithmische Spur hat an einem Ende eine langsame Widerstandsänderung und am anderen ein viel schnelleres. Bei einer logarithmischen Spur entspricht der Halbierungspunkt des Elements nicht der Hälfte des Gesamtwiderstands.

Die bewegliche Komponente, die zum Einstellen des Widerstands verwendet wird, heißt Schleifer (Wiper) oder Bürste. Je nach Konstruktion des Widerstands wird der Schleifer oft mit einem Schiebeschalter oder Drehknopf gesteuert. Um den Stromkreis zu schließen, kontaktiert der Schleifer an einer beliebigen Stelle entlang der Länge des Elements. Der Widerstand ändert sich basierend auf der Position, an der der Schleifer das Element kontaktiert.

Rheostat

Ein Rheostat ist der einfachste Typ eines variablen Widerstands, der für den vollen Strom des Stromkreises ausgelegt ist. Im Allgemeinen hat er nur zwei Anschlüsse und wird in Reihe mit der Last geschaltet, die er steuert. Der Stromkreis ist direkt mit dem Element und dem Schleifer verdrahtet. Rheostaten sind im Allgemeinen größer als Potentiometer, aufgrund der Lasten, die sie tragen müssen.

Visuell ist das Element der markanteste Teil eines Rheostats. Die Drahtlänge beeinflusst den Widerstand, so dass die Wicklung des Drahtes die verfügbare Länge erhöht und damit den möglichen Widerstand erhöht. Während der Schleifer über die Wicklung gleitet, erhöht oder verringert sich der Widerstand.

Potentiometer

Ein Potentiometer ist ein variabler Widerstand, der eine viel feinere Steuerung als ein Rheostat ermöglicht, da er auch als Spannungsteiler fungiert. Er liefert eine andere Spannung als die, die dem Stromkreis von der Stromquelle zur Verfügung steht. Er hat meist drei Anschlüsse, von denen einer für die Referenzspannung verwendet wird, was die Präzision erhöht. Das Element in einem Potentiometer ist meist ein Kohlenstofffilm.