Potentiometre



Potentiometres

Présentation

Appelé aussi "Résistance variable", et parfois Rhéostat. Le potentiomètre peut être considéré comme une résistance dont on peut faire varier la valeur ohmique entre deux points, par simple action mécanique sur un axe rotatif ou rectiligne. Il est constitué d'une piste résistive sur laquelle entre en contact un curseur mobile, qui peut se promener d'une extrémité à l'autre de la piste. La photo ci-dessous montre un exemple de potentiomètre rotatif.

Pot Brochage Pot Symbole

Il existe plusieurs formes et tailles de potentiomètres, mais il peuvent être classées en deux grandes catégories : potentiomètres ajustables et potentiomètres de tableau. Chacune de ces catégories peut être subdivisée à son tour en plusieurs familles, selon la forme du potentiomètre, la courbe de variation, le nombre de tours pouvant être effectués, le matériau utilisé pour réaliser la piste résistive. Un potentiomètre simple possède le plus souvent trois broches, mais il en existe avec plus de broches, voir paragraphe "Et autres particularités". On peut n'utiliser que deux broches sur les trois (montage en résistance variable) ou utiliser les trois broches (montage potentiomètrique). Voir aussi Potentiomètres et gain.

Potentiomètres pour tableau / pour circuit imprimé

On choisi généralement ces potentiomètre quand on sait d'avance qu'ils seront souvent manoeuvrés, ce qui est le cas par exemple des potentiomètres de volume ou de tonalité (graves / aigus) sur un ampli hifi (potentiomètres rotatifs), ou encore des faders d'une console de mixage (potentiomètres rectilignes). L'axe du curseur d'un potentiomètre rotatif, en plastique ou en métal, a un diamètre standard de 6mm, mais il existe des axes de diamètre plus petit (4 mm et encore moins pour certains modèles). A la limite de l'axe, côté potentiomètre, un filetage permet de fixer le potentiomètre en l'insérant dans un simple trou (de 10 ou 12 mm par exemple) et en l'immobilisant avec un écrou le plus souvent associé à une rondelle.

Pot. Tableau

La majorité des potentiomètres possède un axe sur lesquel on peut fixer un bouton en alu ou en plastique pour faciliter la prise en main, mais il en existe aussi dont le curseur ne peut être actionné que par le biais d'un tournevis, et dont le raccord vers le circuit s'opère avec des fils souples. Potentiomètres de tableau, mais ajustables...

potentiometre_0312a potentiometre_0312b potentiometre_0312c

Les potentiomètres visibles sur les photos ci-avant sont de tailles relativement modeste. Il en existe de plus gros (généralement bobinés), comme ceux des photos suivantes. Le petit "machin" bleu tout à droite de la photo de gauche est un potentiomètre ajustable, qui n'est là que pour donner l'échelle.

potentiometres_tableau_002 potentiometres_tableau_003

Certains potentiomètres disposent de pattes de connexion prévues pour être directement soudées sur un circuit imprimé (les pattes sont alors pointues et assez fines), alors que d'autres disposent de pattes de connexion prévues pour accueillir un fil électrique (les pattes sont arrondies et creusées, et ressemblent un peu à des cosses à souder). La photo qui suit montre un exemple de potentiomètre utilisé dans les petits postes de radio, talki-walki, ou autre appareil portable encore doté d'un réglage de volume rotatif :

Pot CI

Histoire de me contredire : pour ce potentiomètre, les pattes sont arrondies et creusées, ressemblent un peu à des cosses à souder, et sont quasiment toujours directement soudées sur le circuit imprimé.

Potentiomètres ajustables

Il s'agit simplement d'une version miniature des potentiomètres de tableau. Les potentiomètres ajustables sont conçus pour être soudés directement sur un circuit imprimé, et sont généralement destinés à être réglés une fois pour toute, ou tout du moins très occasionnellement. Leur forme les destine à être placés directement sur un circuit imprimé, en un lieu souvent peu accessible de l'utilisateur final.

Pot. Ajust.

La photo ci-dessus fait apparaitre qu'il existe des potentiomètres prévus pour être montés verticalement (3ème potentiomètre à partir de la gauche), et des potentiomètres prévus pour être montés horizontalement (les autres). L'usage d'un tout petit tournevis est requis pour modifier la position du curseur. N'utiliser surtout pas un tournevis trop gros, vous seriez obligé de forcer pour faire tourner la partie mobile, ce qui conduirait de façon quasi-certaine à la déterioration du composant.

Potentiomètres multitours

Les potentiomètres multitours (3, 5 ou 10 tours) permettent un réglage très précis. Il existe des potentiomètres multitours de tableau et des potentiomètres multitours ajustables. Les premiers sont principalement utilisés pour (par exemple) régler précisement la tension de sortie d'une alimentation secteur de laboratoire, ou la fréquence d'un générateur BF ou HF. Les seconds sont souvent utilisés pour ajuster un paramètre qui ne devrait normalement plus avoir besoin d'être retouché pendant la durée de vie de l'appareil (annulation d'une tension d'offset ou réjection en mode commun d'un étage d'entrée différentiel par exemple), ou qui ne devrait être réajusté que très occasionnellement (après une panne ou après un entretien, par exemple). Comme un potentiomètre multitours coute bien plus cher qu'un potentiomètre standard, les fabricants les réservent quand ils sont vraiment indispensables et que leur équipement doit "tenir" des caractéristiques serrées.

Pot Aj MT Pot multitours Pot multitours

La première photo ci-dessus représente deux potentiomètres ajustables multitours, le premier est un modèle 10 tours, le second est un modèle 25 tours. Par comparaison, les potentiomètres standards (mono-tour) ont un débattement de 270 degrés, soit 3/4 de tours (certains potentiomètres "mono-tour" ont même un débattement moindre). Les deux suivantes montrent des potentiomètres multitours de tableau. Il existe deux types de potentiomètres multitours : les bobinés (les plus courants) qui consistent en un fil conducteur bobiné sur lequel se déplace le curseur, et les hybrides dans lesquels un plastique conducteur enrobe une bobine non conductrice. Cette dernière technique permet de limiter l'effet selfique, qui peut être gênant dans certaines applications.

Utilisation en résistance variable

Dans ce mode, le potentiomètre n'est ni plus ni moins qu'une résistance dont on peut faire varier la valeur. Ce type d'utilisation est très fréquente dans les filtres audio simples (un réglage de tonalité par exemple), dans le réglage de la fréquence d'un oscillateur (LFO par exemple), pour le réglage de gain d'un étage amplificateur, etc. Dans ce mode, seules deux des trois pattes du potentiomètre sont utilisées : la patte centrale (curseur) et l'une des deux extrémités. Il arrive parfois que la patte extrême inutilisée soit raccordée au curseur (patte centrale).

Utilisation en potentiomètre

Le principe repose ici sur le prélèvement d'une partie d'un signal, prélèvement plus ou moins important (rien ou totalité) selon la position du curseur. On dit que le potentiomètre est utilisé en diviseur de tension résistif. On applique la totalité du signal entre les deux pattes extrêmes, et on récupère une fraction plus ou moins importante entre le curseur et une des deux extrémités. Utilisation courante : réglage de volume, mélange entre un signal traité et un signal non traité, balance Gauche/Droite. Dans ce mode, les trois pattes du potentiomètre sont utilisées.

Matériau

Potentiomètres à piste
Dans cette catégorie, il existe deux types de potentiomètres très répendues : les potentiomètres à piste carbone et les potentiomètres à piste Cermet (Ceramic et Metal). Les premiers sont de moins bonne qualité mais sont très bon marché. Il conviennent très bien pour des réalisations où le nombre de manoeuvres est réduit, et où les performances requises (bruit notemment) ne sont pas très élevées. Ce type de potentiomètre est intensement utilisé dans les appareils grand-public. Les potentiomètres Cermet sont largement préférés dans les réalisations professionnelles, mais leut coût rebute assez naturellement.
Potentiomètre bobiné
Seul les potentiomètres à piste ont été évoqué jusqu'alors. Mais il existe aussi des potentiomètres bobinés, où le curseur se "promène" sur une bobine, d'une spire à l'autre.

Potentiometre bobiné potentiometre_0311
(clic pour agrandir)

Ce type de potentiomètre est particulièrement utilisé quand la puissance qu'il doit dissiper est importante. Mais à cause des spires qui ne sont pas forcement jointives, il ne peut pas être utilisé partout (coupure de la liaison du curseur au moment du passage d'une spire à l'autre).







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