Artikel: Potentiometer-Grundlagen Teil 1 + 2

von DerOnkel, 03.12.10.

  1. DerOnkel

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    Erstellt: 03.12.10   #1
    Potentiometer-Grundlagen, Teil 1

    (Der vollständige und stets aktuelle Artikel ist ebenfalls in der Knowledge Database der Guitar-Letters zu finden.)

    Einleitung

    Gitarristen sind keine Elektrotechniker! Leider müßte man eigentlich sagen, denn trotzdem werden sie durch ihr Instrument permanent mit der Elektrotechnik konfrontiert, wie es ja auch schon der Name "Elektrogitarre" andeutet. Nun ist längst nicht jeder Gitarrist gewillt, selber Modifikationen an der Schaltung seines Instrumentes vorzunehmen. Viele tun es jedoch und erleiden dann, in Unkenntnis der einfachsten elektrotechnischen Grundlagen, mit schöner Regelmäßigkeit Schiffbruch. Die große Anzahl von diesbezüglichen Fragen, die täglich in den verschiedenen Online-Foren zu lesen sind, spricht da eine deutliche Sprache.

    Aber selbst wenn man "lieb" ist und nur musiziert, kommt irgendwann der gefürchtete Tag: Einer der Einsteller funktioniert nicht mehr richtig. Nun ist guter Rat teuer und es stellt sich die Frage: Machen lassen oder selber machen?

    Grundsätzlich ist der Austausch oder die Wartung der Potentiometer in der Elektrogitarre relativ unproblematisch und auch von Laien zu bewerkstelligen. Auf ein paar Dinge sollte man jedoch trotzdem achten und das heißt für den Elektrogitarristen: Lernen!

    Für denn, der das nicht will, ist die Konsequenz auch sehr einfach. Sie lautet: Bezahlen!

    Mit diesem Artikel soll versucht werden, dem Elektrogitarristen das Thema Potentiometer ein wenig näher zu bringen. Kenntnisse über dieses wichtige elektromechanische Bauelement sind für sie von besonderem Interesse, denn man findet es nicht nur in fast jedem elektronischen Gerät, sondern eben auch in der Elektrogitarre in Form des Lautstärkeeinstellers und der Tonblende.

    1. Was ist ein Potentiometer?

    Bevor wir uns mit den Details des Potentiometers beschäftigen, muß zunächst geklärt werden, was ein Potentiometer überhaupt ist und da es sich dabei auch noch um ein elektronisches Bauelement handelt, kommen wir leider nicht umhin, auch kleine Ausflüge in die Physik und Elektrotechnik zu machen. Aber keine Angst, so dramatisch wird es nicht werden! Nur drei Schritte reichen aus, um zunächst den Begriff "Potentiometer" mit Leben zu erfüllen, ohne ein vierjähriges Studium zu absolvieren. Fangen wir also an…

    1.1 Ausgangspunkt elektrischer Widerstand

    Die Elektrotechnik kennt eine Vielzahl von Bauelementen, die zusammen eine elektronische Schaltung bilden können. Eines der bekanntesten passiven Bauelemente ist der elektrische Widerstand (engl. Resistance), mit dem fast jeder Schüler im Physikunterricht irgendwann Bekanntschaft gemacht hat.

    Bereits 1821 formulierte Georg Simon Ohm das "Ohmschen Gesetz", welches besagt, daß der elektrische Widerstand R eines Werkstoffes der Quotient aus elektrischer Spannung U und elektrischem Strom I ist. Als Einheit wird international das Ohm verwendet. Sein Einheitszeichen ist das große griechische Omega.

    In elektrischen Schaltbildern benutzt man, nach deutscher Norm, für den Widerstand ein Rechteck, welches links und rechts über jeweils einen Anschluß verfügt. Allgemein gesprochen kann man den elektrischen Widerstand als eine Art "Bremse" für den elektrischen Strom auffassen. Seine Wirkungsweise läßt sich sehr anschaulich durch das sogenannte "Wasserrohrmodell" erklären:

    Wenn man durch ein Rohr Wasser mit einem bestimmten Druck preßt, so fließt pro Zeiteinheit eine bestimmte Wassermenge. Erhöht man den Druck, so fließt mehr Wasser und umgekehrt. Verringert man hingegen den Durchmesser des Rohres, so fließt weniger Wasser.

    In diesem Modell entspricht der Druck der elektrischen Spannung, die Wassermenge findet ihre Entsprechung im Strom und das Rohr selber, mit Länge und Durchmesser, steht für den Widerstand.

    1.2 Anwendung Potentiometerschaltung (Spannungsteiler)

    Es gibt Anwendungsfälle, in denen man eine elektrische Spannung um einen bestimmten konstanten Faktor verkleinern will. Zu diesem Zweck schaltet man einfach zwei Widerstände, hier als R1 und R2 bezeichnet, in Reihe. Die Eingangsspannung Ue wird über den beiden Widerständen angelegt und die (kleinere) Ausgangsspannung Ua wird über dem Widerstand R2 abgegriffen. Die entsprechende Schaltung zeigt das folgende Bild:

    [​IMG]
    Abbildung 1-1: Prinzip des Spannungsteilers

    Diese Art des Spannungsteilers wird auch als "Potentiometerschaltung" bezeichnet. Damit hätten wir also schon unseren ersten "Aha-Effekt":

    Ein Potentiometer muß etwas mit einem Spannungsteiler zu tun haben!

    Unserem Spannungsteiler fehlt jedoch noch eine wichtige Eigenschaft, denn die Werte der beiden Widerstände, und damit auch das Teilungsverhältnis, sind fest! Bei einem Potentiometer kann man jedoch an einer Achse drehen oder einen Knopf verschieben und damit eine Veränderung verursachen. Sehen wir also, wie es weitergeht...

    1.3 Anwendung als einstellbarer Spannungsteiler

    Manchmal möchte man auch das Teilungsverhältnis des Spannungsteilers verändern können. Dann muß man mindestens einen, besser jedoch beide Widerstände in ihrem Wert manipulieren. In der Praxis macht man das so, daß der Widerstand mit einen dritten verschieblichen Anschluß versehen wird. Dieser als "Schleifer" bezeichnet Gleitkontakt teilt die Widerstandsbahn in zwei Teilwiderstände auf. Die Summe dieser beiden Widerstände entspricht dabei immer dem Wert des gesamten Widerstandes. Das nächste Bild verdeutlicht das Prinzip:

    [​IMG]
    Abbildung 1-2: Prinzipieller Aufbau eines Potentiometers in Schichtbauweise

    Steht der Schleifer in der Mitte, so sind die Teilwiderstände gleich groß. Steht der Schleifer auf einem Viertel der Bahnlänge, so hat ein Widerstand 25% des gesamten Widerstandes und der andere 75%. Durch den Schleifer auf der Widerstandsbahn ist also eine stetige Änderung des Widerstandsverhältnisses möglich. Somit wären wir bei unserem zweiten "Aha-Effekt", der zur folgenden Erkenntnis führt:

    Ein Potentiometer ist ein aus zwei Widerständen bestehender, veränderlicher Spannungsteiler.


    Durch seine Konstruktion besteht das Potentiometer also aus einer Reihenschaltung zweier veränderlicher Widerstände, die in der Summe einen stets konstanten Wert aufweisen.

    Mit diesen Erkenntnissen ist klar geworden, was ein Potentiometer eigentlich ist. Nämlich ein einstellbarer Spannungsteiler. Aber dieses Bauelement kann noch mehr! Schließt man nur den Schleifer und einen der beiden Endanschlüsse an, so haben wir einen einstellbaren Widerstand. Somit kann man Potentiometer immer einsetzen wenn es darum geht, eine Spannung oder einen Widerstandswert kontinuierlich zu verändern.

    2. Mechanische Eigenschaften

    Die mechanischen Eigenschaften eines Potentiometers werden in erster Linie durch seine Bauform bestimmt. Aber auch die Ausführung der eventuell vorhandenen Achsen muß beim Einsatz berücksichtig werden.

    2.1 Bauformen

    Je nach Anwendungsfall stellen die Hersteller Potentiometer in ganz unterschiedlichen Bauformen zur Verfügung. Für die Anwendung im Kleinsignalbereich gibt es eine Vielzahl von Schichtpotentiometern. Hier wird als Widerstandswerkstoff häufig eine leitende Kohleschicht auf einen Schichtträger aus Preßstoff oder Keramik aufgebracht. Wenn man größere Leistungen verändern will, stehen geeignete Drahtpotentiometer zur Verfügung.

    Man kann bei Potis grob zwei Gruppen unterscheiden: Schiebepotentiometer und Drehpotentiometer.

    Schiebepotentiometer (engl. Slider) sind den meisten Musikern aus Mischpulten oder Equalizern bekannt. Sie dienen dort als sogenannte "Fader". Aufgrund des geraden Verlaufes der Widerstandsbahn kann man leicht mehrere Fader mit einer Hand bedienen.

    Bei Drehpotentiometern wird eine kreisförmige Widerstandsbahn verwendet. Der Schleifer ist an einer Achse befestigt und kann durch Drehen in seiner Position auf der Widerstandsbahn verändert werden.

    Eine Sonderform sind die sogenannten "Trimmer". Es handelt sich dabei in der Regel um sehr kleine Drehpotentiometer, die mit Hilfe eines Schraubendrehers oder Abgleichstiftes eingestellt werden können. Präzisionstrimmer verfügen zusätzlich über ein Getriebe, um die Einstellgenauigkeit zu erhöhen.

    [​IMG]
    Abbildung 2-1: Verschiedene Trimmer

    Trimmer werden zum Abgleich einer Schaltung (z.B. Arbeitspunkt einer Röhrenendstufe) verwendet und sind daher von Außen selten zugänglich. In der Elektrogitarre findet man diese Potentiometer in der Regel nicht.

    2.2 Die Achsen der Drehpotentiometer

    In der Instrumententechnik, wie zum Beispiel bei der Elektrogitarre, haben sich Drehpotentiometer durchgesetzt. Wer schon einmal die Potiknöpfe an seinem Verstärker und der Gitarre entfernt hat, der weiß, daß es zwei verschiedene Achsenformen gibt: Die glatte Achse (engl. Solid Shaft) und die geriffelte Schlitzachse (engl. Split Shaft).

    [​IMG]
    Abbildung 2-2: Potis mit glatter und geriffelter Schlitzachse

    Dieser Unterschied hat natürlich Konsequenzen für die Potiknöpfe oder besser gesagt, für die Art ihrer Befestigung auf der Achse und so findet man auf einer normalen Elektrogitarre in der Regel Plastikknöpfe, die mit einer geriffelten Bohrung versehen sind. Sie werden einfach aufgesteckt und sitzen dann ohne Schlupf fest auf der Achse. Sollte der Knopf zu locker sein, kann man die Achse mit einem Schraubendreher leicht etwas auseinanderbiegen. Aber Vorsicht, wer es hier übertreibt, der bricht leicht die Achse entzwei!

    Potentiometer mit einer glatten Achse benötigen spezielle Knöpfe, die mit Hilfe einer kleinen Madenschraube auf der Achse fixiert werden.

    [​IMG]
    Abbildung 2-3: Potiknöpfe für eine glatte Achse

    Unglücklicherweise lassen sich die klassischen Potiknöpfe für die Stratocaster oder die Les Paul nicht auf einer glatten Achse befestigen. Wer also Potentiometer mit glatter Achse oder gar einen Drehschalter in seine Gitarre einbauen, aber die Optik des Instrumentes nicht verändern will, steht dann vor einem schier unlösbaren Problem, denn die "normalen" Knöpfe findet man nur sehr selten mit einer Madenschraube!

    [​IMG]
    Abbildung 2-4: Standard Potiknöpfe von Gibson und Fender

    Man findet zwar Drehschalter mit Schlitzachse, aber hier ist die Achse häufig zu lang. Bei den Potis ist die Auswahl bezüglich des Widerstandes sehr eingeschränkt. Hier muß man also gegebenenfalls zähneknirschend einen Kompromiß eingehen.

    Aber es geht noch weiter, denn die Achsen der verschiedenen Potentiometer unterscheiden sich auch in ihrem Durchmesser. Bei den Produkten amerikanischer Hersteller basieren die Werte natürlich auf dem Zoll (engl. Inch). CTS gibt für die glatten Achsen zum Beispiel einen Durchmesser von 1/4" (6.35mm) an. Bei den geriffelten Schlitzachsen sind es nur noch 0,236" oder 5,99mm bei 24 Zähnen.

    Naja, das sind unter Freunden also 6mm und solche Werte findet man auch für glatte Achsen bei anderen Herstellern. Die Durchmesser von 6.35mm und 5,99mm für glatte oder geriffelte Schlitzachsen scheinen, zumindest für die Elektrogitarre, ein Art Standard zu sein.

    Wer sich einen Dome Speed Knopf mit Madenschraubenbefestigung kauft, wird sich vielleicht wundern, warum der auf der Riffelachse so schlackert. Tja, da ist eben 0,3mm Luft! Abhilfe schafft dann nur eine kleine Hülse, die auf die Achse des Potis gesteckt wird und den Durchmesser etwas vergrößert. Anders herum ist es natürlich schon ärgerlicher, denn ein Knopf mit einer 6mm Bohrung paßt eben nicht auf eine 6,3mm Achse. Da hilft dann nur noch die Bohrmaschine! Fazit:

    Es gibt Potentiometer mit glatter und geriffelter Achse, die unterschiedliche Knöpfe benötigen.

    2.3 Groß oder Klein - Was soll's denn sein?

    Gleichwohl die Elektroindustrie Potentiometer in einer Vielzahl von Formen und Größen anbietet, haben sich in der Gitarrenelektronik nur einige wenige Bauformen als Quasi-Standard etabliert.

    Das sogenannte Standard-Poti hat einen Durchmesser von rund 2,4cm und eine gesamte Höhe von 3cm. Man findet diese Bauform in fast jeder Elektrogitarre.

    Geht es etwas enger zu, wie zum Beispiel unter dem Schlagbrett einer Jazz-Gitarre, dann werden gerne Mini-Potis eingesetzt. Ihr Durchmesser beträgt nur 1,7cm bei einer Höhe von 2,8cm. Solche Potis werden auch in Kombination mit zusätzlichen Schaltern als Push-Pull- oder Push-Poti angeboten.

    In einer Les Paul kann ein Standard-Poti häufig nicht verwendet werden, da die Achse für die dicke Ahorndecke zu kurz ist. Hier hilft dann das sogenannte Long Shaft Poti, welches es ebenfalls als Schalterkombination gibt.

    Neben der mechanischen Größe eines Potis ist der Durchmesser des Schaftes eine weitere wichtige Größe. Da die Elektrogitarre ursprünglich aus den Vereinigten Staaten kommt, findet man hier häufig zöllige Maße. Bei amerikanischen Standard-Potis wird meistens ein Durchmesser von 3/8" (9.52mm) verwendet. Die Mini-Potis bescheiden sich dann mit nur 5/16" (7.94mm). Es gibt jedoch auch Standard-Potis mit dem Schaftdurchmesser eines Mini-Potis. Man findet sie häufig in Instrumenten aus asiatischer oder europäischer Produktion.

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    Abbildung 2-5: Standard-Poti, Mini-Poti und Long Shaft Poti

    Es gibt jedoch auch Hersteller, die sich im international anerkannten metrischen Raum bewegen. Hier betragen die Durchmesser dann 10mm und 8mm. Klar, daß die zöllige Mutter eines amerikanischen Potis nicht wirklich auf das metrische Gewinde eines Potentiometers aus einem asiatischen Instrument paßt! Fazit:

    Drehpotentiometer können ein zölliges oder ein metrisches Gewinde unterschiedlichen Durchmessers haben.

    Bevor man also ein neues Poti als Ersatz kauft, sollte man sich die Abmessungen des alten Bauteils sehr genau ansehen!

    2.4 Spezielle Potentiometer

    Für besondere Anwendungen, wie zum Beispiel die Einstellung der Balance im HiFi-Verstärker oder die stufenlose Überblendung zwischen zwei Signalquellen, gibt es sogenannte Doppel- oder Tandempotentiometer. Hier sind zwei oder manchmal sogar mehrere Potentiometer, mit teilweise unterschiedlichen Kennwiderständen, an eine gemeinsame Achse gekoppelt.

    Eine Spezialform für die Anwendung in der Klangeinstellung stellt das sogenannte TBX-Poti von Fender dar. Hier werden zwei Potis mit unterschiedlichen Kennwiderständen sowie unterschiedlichen Widerstandsbahnen verwendet. Äußerlich kann man das TBX-Poti allerdings nicht von einem normalen Tandem unterscheiden.

    Wenn zwei Potis benötigt werden, aber wenig Platz zur Verfügung steht, kann man Doppelpotis mit konzentrischen Achsen einsetzen. Hier sind dann tatsächlich zwei unabhängige Potentiometer vorhanden, die übereinander (engl. stacked) montiert wurden und, mit Hilfe eines speziellen zweiteiligen Knopfes, auch unabhängig voneinander eingestellt werden können. Konzentrische Potentiometer findet man häufig in der Klangeinstellung von aktiven Elektrobässen. Sie gehören zu den selten nachgefragten Spezialbauteilen und sind entsprechend teuer.

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    Abbildung 2-6: Tandem-Poti und Concentric Pot mit Knöpfen

    Neben den eben gezeigten Potentiometern gibt es auch noch besondere Bauformen, in denen ein oder mehrer Potentiometer mit Schaltern kombiniert werden. Am bekanntesten sind die sogenannten Druck- oder Zugpotentiometer. Sie haben einen Schalter, der durch Drücken (Push) oder Ziehen (Pull) betätigt wird. Es gibt sie in den Ausführungen "Push-Push" und "Push-Pull". Den ersteren wird allerdings nachgesagt, daß sie schneller verschleißen. Gängig sind ein- oder zweipolige Schalter mit der Schaltfolge ON/ON sodas sich auch eine Umschaltung realisieren läßt. In der Elektrogitarre werden solche Potentiometer häufig zum Splitten von Humbuckern eingesetzt.

    Eine Sonderform stellt der sogenannte S1-Switch von Fender dar. Hier ist sogar ein vierpoliger ON/ON-Schalter verfügbar, der es ermöglicht, die vergleichsweise aufwändige Schaltung einer Stratocaster von Parallelschaltung auf Reihenschaltung umzustellen.

    [​IMG]
    Abbildung 2-7: Verschiedene Push-Pull-Potentiometer und der S1-Switch (rechts)

    Eine weitere Sonderform ist das sogenannte No-Load-Poti, welches ebenfalls von Fender stammt. Hier ist die Widerstandsbahn an einem Ende unterbrochen. Prinzipbedingt kann es nicht als Spannungsteiler eingesetzt werden, da es zwischen Schleifer und Ende nur einen einstellbaren Widerstand darstellt, der in der Endstellung einen unendlich großen Wert aufweist. Aus diesem Grund wird es in der Regel nur in der Tonblende einer Elektrogitarre verwendet und sorgt so in der Endstellung für etwas mehr "Höhen".

    Potentiometer für die Gitarrenelektronik sind, aufgrund ihrer Achsen oder der zusätzlichen Schalter, Spezialbauteile, die es in der Regel nur im Musikfachhandel gibt. Das läßt man sich auch gerne bezahlen. Natürlich kann man Potentiometer auch bei vielen Elektronikversendern erwerben - meist sogar deutlich preiswerter, aber ob die dann aus mechanischer Sicht immer so passen...?

    Im Zweifelsfall sollte man sich die mechanischen Daten des gewünschten Potis sehr genau ansehen. Bietet der Händler solche Infos nicht an, dann ist ein anderer Anbieter vielleicht die bessere Wahl.

    2.5 Die Befestigung

    Drehpotentiometer für die Elektrogitarre werden in der Regel mit zwei passenden Muttern (engl. Nut) und einem Federring (engl. Lock Washer) ausgeliefert. Die Montage erfolgt durch ein Loch mit geeignetem Durchmesser, welches sich in der Decke oder im Pickguard befindet.

    [​IMG]
    Abbildung 2-8: Potentiometer im Pickguard montiert

    Das Potentiometer wird so montiert, daß nur ein möglichst kurzer Teil des Schaftes aus der Oberfläche herausragt. Die Länge dieses Teils wird durch die Kontermutter eingestellt. Darüber befindet sich der Federring, der als Sicherung dient. Zieht man die Mutter auf der Oberfläche an, so wird dieser Ring "gespannt" und verhindert so, daß sich die Mutter unbeabsichtigt lösen kann.

    In den meisten Fällen ist es sinnvoll, zwischen Oberfläche und Mutter noch eine dünne Scheibe zu legen, um ein Schaden durch die Drehbewegung der Mutter zu verhindern, denn insbesondere bei wertvollen Instrumenten ist ein auf diese Weise erzeugter Lackschaden mehr als ärgerlich!

    Zur Montage reicht eigentlich eine Spitz- oder Kombizange, gleichwohl ein solches Werkzeug für diese Aufgabe nicht besonders gut geeignet ist. Zu leicht rutscht man mit der Zange ab oder fräst während der Drehbewegung Furchen in die Oberfläche. Besser ist ein geeigneter Steckschlüssel.

    [​IMG]
    Abbildung 2-9: Steckschlüssel zur Poti-Montage

    So ausgerüstet steht einer problemlosen Montage oder Demontage eines Potentiometers eigentlich nichts im Wege. Ach ja, wenn es sich um ein amerikanisches Poti handelt, dann sind die Muttern natürlich auch zöllig! Selbstverständlich ist dann auch ein entsprechender Steckschlüssel nötig. Hat man ihn nicht zur Verfügung, dann bleibt doch nur die Zange... und Vorsicht!

    Ulf

    (Weiter geht es im nächsten Beitrag.)

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    Potentiometer-Grundlagen, Teil 2

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    3. Elektrische Eigenschaften

    Nachdem wir uns mit einigen mechanischen Aspekten des Potentiometers beschäftigt haben, kommen wir nun wieder zurück zu den elektrotechnischen Gesichtspunkten.

    3.1 Namen für die Anschlüsse

    Da es bei drei Anschlüssen eines Potentiometers unter Umständen nicht mehr egal ist, wie das Bauelement mit der restlichen Schaltung verbunden wird, hat es sich eingebürgert, den drei Kontakten Namen zu geben. Unglücklicherweise existiert dafür jedoch kein Standard. Die folgende Auflistung zeigt drei Möglichkeiten:

    1. Anfang: A, 1, c

    2. Schleifer: S, 2, b

    3. Ende: E, 3, a
    Von der Bedienungsseite aus gesehen, liegt die Endlötfahne (E) links, die Schleiferlötfahne (S) in der Mitte und die Anfangslötfahne (A) rechts.

    [​IMG]
    Abbildung 3-1: Die Anschlüsse eines Potentiometers von oben und von unten

    Die hier gezeigte Form der Anschlüsse mit Lötfahnen ist für den Einsatz auf gedruckten Schaltungen (Leiterplatten) vorgesehen. Für freie Verdrahtungen, gibt es Anschlüsse mit Lötaugen, welche die Kontaktierung der Kabel erleichtern.

    3.2 Kennwiderstand, Toleranz und Linearität

    Im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften stellt der sogenannte Kennwiderstand die wichtigste elektrische Kenngröße eines Potentiometers dar. Vergleicht man die zur Verfügung stehenden Werte, so fällt auf, daß die Auswahl im Vergleich zu Festwiderständen recht gering ist. Innerhalb einer Dekade (ein Verhältnis von 1:10) stehen meist nur einige wenige Werte zur Verfügung. Je nach Hersteller findet man zwei verschiedene Reihen. Beim amerikanischen Hersteller CTS und anderen ist das in der Regel 1, 2.5, und 5 sowie Werte, die mit den entsprechenden Zehnerpotenzen multipliziert werden. Also zum Beispiel 100kOhm, 250kOhm und 500kOhm. Die meisten Hersteller halten sich jedoch an die in der DIN-Norm DIN IEC 60063 festgelegten E-Reihen. Die für Potentiometer häufig verwendete E3-Reihe enthält dann die Werte 1, 2.2, und 4.7.

    Die Toleranz eines Widerstandes beschreibt die maximal zulässige relative Abweichung vom angegebenen Kennwert. Ein Widerstand von 100kOhm kann mit einer Toleranz von 10% also Werte zwischen 90kOhm und 110kOhm annehmen. Für Potentiometer hat sich eine Toleranz von 30% oder sogar mehr etabliert. Entsprechend werden in der Regel nur 3 Werte pro Dekade angeboten. Innerhalb der zulässigen Toleranzen werden damit, durch die unvermeintlichen Streuungen in der Produktion, theoretisch alle Werte einer Dekade abgedeckt.

    Auf Anfrage liefern die Hersteller auch Potentiometer gemäß der E6-Reihe mit engeren Toleranzen. Diese Potis werden jedoch nicht speziell produziert, sondern meßtechnisch aus einer großen Menge selektiert, da die gezielte Produktion engtolerierter Potentiometer sehr aufwändig und damit teuer ist.

    Die sogenannte Linearität ist ein weiteres Qualitätsmerkmal und beschreibt die maximal zulässige Abweichung des Widerstandsverlaufes vom theoretischen Verlauf. Je nach Kennwiderstand sind hier Toleranzen bis 4% oder 6% üblich. Grundsätzlich sollte man Potentiometer mit einer möglichst geringen Linearitätstoleranz bevorzugen.

    3.3 Charakteristik und Drehrichtung

    Ursprünglich hatten Potentiometer nur einen linearen Widerstandsverlauf. Das heißt, wenn man es 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 Potentzfunktion folgen. Fälschlicherweise werden 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 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 Abbildung 3-2 mit dem Potentiometer verbunden. Dann stellt man verschiedene Winkel ein und mißt den dazu gehörenden Widerstand. Ein normales Potentiometer mit einem Kennwiderstand von 500kOhm aus einer Elektrogitarre ergab zum Beispiel das folgende Ergebnis:

    [​IMG]
    Abbildung 3-2: Messung des Widerstandsverlaufes eines Potis mit einem Kennwiderstand von 500kOhm

    Man erkennt hier jetzt 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 vermeiden. Da hätten wir also wieder eine Erkenntnis:

    Ein 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). Abbildung 3-3 zeigt die drei gängigsten Verläufe:

    [​IMG]
    Abbildung 3-3: Grafische Darstellung verschiedener Potentiometercharakteristiken

    Der logarithmische Widerstandsverlauf wurde dabei so festgelegt, daß ein Rechtshänder eine Lautstärkeerhöhung wahrnimmt, wenn er das 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 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 Potentiometer haben eine Drehrichtung; lineare 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 Potentiometer mit einer s-förmigen Charakteristik dar. Das folgende Bild zeigt zwei beispielhafte Verläufe:

    [​IMG]
    Abbildung 3-4: S-Charakteristik (blau) und inverse S-Charakteristik (rot)

    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.

    3.4 Bezeichnung eines Potis

    Nicht jeder hat immer ein Meßgerät zur Hand. Aber trotzdem möchte man gerne wissen, was für ein Potentiometer man vor sich liegen hat. Die Hersteller kommen dem interessierten Nutzer da etwas entgegen, indem die wichtigsten Daten auf das Bauelement aufgedruckt oder eingeprägt werden. In den meisten Fällen findet man diese Informationen auf dem Gehäusedeckel des Potis.

    [​IMG]
    Abbildung 3-5: CTS-Poti von unten

    Bei dem abgebildeten Potentiometer von der Firma CTS findet man folgende Daten:

    1. Den Hersteller (hier CTS)

    2. Die Bezeichnung des Bauelementes (vermutlich RD)

    3. Den Kennwiderstand (250K)

    4. Den Datecode (0445)
    Bei anderen Herstellern mag das anders aussehen.

    Für den Anwender ist letztendlich nur der Kennwiderstand und die Charakteristik von Interesse und hier beginnt das Drama! Daß es sich um ein Potentiometer mit einem Kennwiderstand von 250kOhm handelt ist klar, aber die Charakteristik?

    Leider gibt es bezüglich der Kennzeichnung keinen verbindlichen Standard. In diesem Fall handelt es sich um ein Potentiometer mit linearer Charakteristik, da weitere Kennzeichnungen fehlen. Man spart sich das "LIN" einfach! Bei einem logarithmischen Potentiometer könnte die Bezeichnung "250KLOG" lauten oder "250KA" ("A" für Audio Taper = logarithmisch). Das "B" steht dann häufig für ein lineares Potentiometer. Hier würde die Bezeichnung also "250KB" lauten. Es gibt allerdings auch Hersteller, die diese beiden Buchstaben genau anders herum verwenden! Darüber hinaus gibt es noch jede Menge anderer Bezeichnungen.

    Wenn man ganz sicher gehen will, dann hilft nur eine Messung. Das Potentiometer wird dazu wieder gemäß Abbildung 3-2 angeschlossen. Dann macht man zwei Messungen:

    1. Man bestimmt den maximalen Widerstand (100% Drehwinkel), der dann dem Kennwiderstand entspricht.

    2. Man stellt einen Drehwinkel von 50% ein und mißt erneut den Widerstand.
    Ist der ermittelte Widerstand deutlich kleiner als 50% des maximalen Winkels, so handelt es sich grundsätzlich um ein logarithmisches Potentiometer. Ist der Widerstand deutlich größer, so liegt eine antilogarithmische Charakteristik vor. Diese Schlußfolgerungen gelten natürlich nur für ein Rechtshänderpotentiometer.

    4. Anwendung in der Elektrogitarre

    In der klassischen passiven Elektrogitarre findet man zwei bis drei (Telecaster, Stratocaster) oder vier Potentiometer (Les Paul u.ä.). Sie dienen hier als Lautstärkeeinsteller oder Tonblende. In einigen besonderen Instrumenten findet sich auch noch eine größere Zahl dieser Bauelemente, da sie über einen Vorverstärker, einen Equalizer oder gar über ein oder zwei Effektgeräte verfügen. Beispiele sind hier die MC-500 von Ibanez oder die Instrumente der MPC-Serie von Electra aus den späten 70er Jahren.

    [​IMG]
    Abbildung 4-1: Ibanez MC-500 mit aktiver Elektronik

    Für Minimalisten gibt es natürlich auch Gitarren mit nur einem Lautstärkeeinsteller. Was und damit auch wieviele dieser "Knöppe" man tatsächlich benötigt, muß jeder selber entscheiden.

    Wenn man einmal Spezialanwendungen wie aktive Equalizer, Effekte oder Überblendeinsteller wegläßt, dann bleibt nur noch die Anwendung als Lautstärkeeinsteller oder Tonblende übrig.

    4.1 Potentiometer als Lautstärkeeinsteller

    Wie ein Lautstärkeeinsteller (engl. Volume) funktioniert, sollte eigentlich jetzt schon klar sein, denn das Potentiometer wird hier, wie bereits in Abbildung 1-1 gezeigt, tatsächlich in der Potentiometerschaltung betrieben. Dazu wird in der Regel der Anschluß E, also das "Ende" mit dem heißen Anschluß des Tonabnehmers oder des Tonabnehmerwahlschalters verbunden. Er ist sozusagen der "Eingang" des Lautstärkeeinstellers. Als "Ausgang" dient der Schleifer S. Der Anfang A ist der gemeinsame Bezugspunkt und wird mit der Schaltungsmasse verbunden.

    Natürlich gibt es auch noch andere Möglichkeiten, auf die hier aber nicht eingegangen werden soll. Weitere Details zu diesem Thema sind daher im Artikel "Die Lautstärkeeinstellung in der Elektrogitarre" nachzulesen.

    4.2 Potentiometer als Tonblende

    Die übliche passive Tonblende (engl. Tone) einer Elektrogitarre besteht aus einem Kondensator (typ. 22nF) zu dem ein als einstellbarer Widerstand geschaltetes Potentiometer in Reihe geschaltet wird. Zu diesem Zweck wird der Anschluß E mit dem Schleifer verbunden. Ob der Kondensator nun an diesem gemeinsamen Punkt Anschluß findet oder am Anschluß A des Potentiometers, spielt keine Rolle, da es sich ja um eine Reihenschaltung von Widerständen handelt. Die gesamte Konstruktion stellt wieder einen Zweipol dar, der parallel zum Tonabnehmer oder zum Ausgang des Tonabnehmerwahlschalters geschaltet wird.

    Verändert man den Wert des Widerstandes durch Drehen am Potentiometer, so wird die Dämpfung der Tonabnehmerresonanz beeinflußt. Je kleiner der Widerstand ist, desto größer ist die Dämpfung und desto weniger "Höhen" werden übertragen. Weitere Details zu diesem Thema sind im Artikel "Die Klangeinstellung in der Elektrogitarre" enthalten.

    4.3 Kennwiderstände

    In passiven Elektrogitarren findet man heute zwei verschiedene Kennwiderstände: 500kOhm und 250kOhm.

    Einspulige Tonabnehmer haben in der Regel eine deutlich stärker ausgeprägte Resonanz. Der entstehende Klang wird unter Umständen als etwas "spitz" empfunden. Aus diesem Grund werden hier in der Regel 250kOhm verwendet, um die Spitze stärker zu dämpfen.

    Die doppelspuligen Humbucker dämpfen mit ihrem größeren Gleichstromwiderstand die Resonanzspitze deutlich stärker als einspulige Tonabnehmer. Hier verwendet man dann gerne 500kOhm, um nicht so stark zu dämpfen und mehr "Höhen" zu ermöglichen. Einigen Instrumenten von Gibson wurden zeitweise auch mit 300kOhm ausgeliefert. Hier war es dann das Ziel, einen "weicheren" Klang zu erreichen.

    Egal, welche Kennwiderstände man verwendet, bilden sie zusammen mit dem Eingangswiderstand des Verstärkers immer einen gesamten Widerstand, der eine Dämpfung der Tonabnehmerresonanz zur Folge hat. Man macht keinen zu großen Fehler, wenn man sich diesen Widerstand als Parallelschaltung der Kennwiderstände von Tonblende und Lautstärkeeinsteller und des Eingangswiderstandes vorstellt. Die entsprechende Berechnung, wird schon seit Jahren in der Realschulphysik gelehrt. Wer es vergessen hat, kann bei Wikipedia nachlesen.

    In Elektrogitarren mit aktiven Schaltungen oder aktiven Tonabnehmern findet man grundsätzlich niederohmige Potentiometer mit einem Kennwiderstand von 25kOhm. Warum man diese nicht in passiven Elektrogitarren einsetzt, sollte jetzt klar geworden sein: Sie dämpfen die Tonabnehmerresonanz so stark, daß quasi keine "Höhen" übertragen werden. Diese Eigenschaft führt bei der Kombination von passiven und aktiven Tonabnehmern regelmäßig zu Problemen. Die einfachste Lösung lautet dann: Mische nicht aktive und passive Tonabnehmer!

    Aber natürlich kann man solche Tonabnehmer auch miteinander mischen. Man muß dann nur die Schaltungsteile für die passiven Pickups durch einen Impedanzwandler "aktivieren". Der zu treibende Aufwand ist dann halt etwas größer. Wie es geht, zeigt zum Beispiel der Artikel "Der Einsatz eines Impedanzwandlers in der Elektrogitarre".

    5. Mein Poti - das Problemkind

    Nichts auf unserer schönen Welt ist für die Ewigkeit gemacht! Diese Weisheit gilt leider auch für Potentiometer und so kommt irgendwann der Tag, an dem das Poti nicht mehr einwandfrei seinen Dienst tut. Hier gilt es zunächst zu klären, ob das Potentiometer nur verschmutzt ist oder gar defekt, was letztendlich zu einem Austausch des betreffenden Bauteils führt. Neben dem eigentlichen Austausch ist die Beschaffung eines geeigneten Ersatzes häufig auch nicht ganz einfach. Man sieht, Probleme über Probleme! Und dabei will der arme Gitarrist doch nur Gitarre spielen...

    5.1 Hilfe, mein Poti knistert!

    Für eine "knisterndes" Potentiometer gibt es grundsätzlich drei Ursachen:

    In aktiven Schaltungen kann es vorkommen, daß durch das Potentiometer ein (fehlerhafter) Gleichstrom fließt. Dreht man an der Achse, so sorgt die unvermeidliche Diskontinuität der Widerstandsbahn für eine sprunghafte Änderung der Spannung am Schleifer. Es kracht und knackt. Ursache sind in der Regel defekte Koppelkondensatoren, die eigentlich die Gleichspannung vom Potentiometer fernhalten sollen, es aber aufgrund eines vergrößerten Leckstroms nicht mehr tun. Abhilfe schafft nur ein Austausch des entsprechenden Kondensators. In passiven Elektrogitarren tritt dieses Fehlerbild jedoch nicht auf.

    Durch die Bewegung des Schleifers auf der Widerstandsbahn unterliegen beide Komponenten langfristig gesehen einem mechanischen Abrieb. Dadurch ergeben sich in erster Linie Kontaktprobleme. Die Auswirkungen können ganz unterschiedlich sein und hängen hauptsächlich davon ab, in welcher Anwendung das Potentiometer benutzt wird.

    Im stationären Zustand, das heißt ohne Bewegung, wird man das Problem in den meisten Fällen nicht wahrnehmen. In einer Lautstärkeeinstellung oder einer Tonblende können quasi "tote Stellen" auftreten, wenn die Achse bewegt wird. Ein Krachen oder Knacken ist dann häufig die Folge. Bei einem solchen Potentiometer ist Hopfen und Malz verloren, denn es hat das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Hier hilft nur noch ein Austausch!

    Die dritte Fehlerquelle sind Verschmutzungen. Die meisten Potentiometer in einer Elektrogitarre sind nicht vollständig gekapselt. In der Regel hat der Deckel bei den Anschlüssen eine Öffnung, sodaß Schmutz eindringen kann, der sich dann auf der Widerstandsbahn absetzt. Auch hier sind Kontaktprobleme die Folge.

    Man erkennt das beginnende Problem an einem leichten Knistern während die Achse bewegt wird. Häufig reicht es aus, das Poti ein paar Mal hin- und herzudrehen. Damit schiebt man den Schmutz quasi zur Seite. Hilft das nicht, dann ist eine Reinigung des Potentiometers angesagt.

    5.2 Ab in die Wanne! - Poti-Reinigung leicht gemacht

    Zur Reinigung eines verschmutzten Potentiometers gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die Industrie bietet zum Beispiel verschiedene Sprays und Elektrokontaktreiniger an. Sie lösen den Schmutz von der Oberfläche der Widerstandsbahn und spülen ihn weg. Die meisten Reiniger hinterlassen jedoch Spuren, die man unbedingt beseitigen sollte!

    Das bekannte Kontakt 60 muß zum Beispiel wieder vollständig entfernt werden, weil es Oxidschichten und andere "störende" Belege auf Metallkontakten entfernt. Leider weiß Kontakt 60 nicht, daß die Widerstandsbahn eines Potentiometers gewollt ist! Nach anfänglicher Besserung tritt das Problem dann kurze Zeit später wieder verschärft auf. Dann ist leider ein Austausch fällig!

    Die Firma CRC, zu der Kontakt Chemie jetzt gehört, bietet da natürlich weitere Sprays zur Lösung an: Erst ein Bad mit Kontakt WL und dann Korrosionsschutz mit Kontakt 61. So macht man Umsatz!

    Es geht jedoch auch anders: Man nehme Balistol Waffenöl (auch als Spray verfügbar) zur Reinigung. Nach dem Sprühen läßt man das Öl etwas einwirken und dreht dann die Achse ein paar Mal hin- und her. Anschließend kann ein ausgiebiges Bad in Isopropanol mit nachfolgender Trocknung erfolgen. Wenn das Potentiometer trocken ist, kann die Widerstandsbahn durch ein geeignetes Schmierspray (z.B. LS-Lubricant oder Kontakt 61) konserviert werden.

    Diese Prozedur kann bei den meisten Potentiometern durch sogenannte "Sprühöffnungen" erfolgen. Ist das Poti jedoch vollständig gekapselt, wird es schwierig, denn es muß vor der Reinigung geöffnet werden.

    Nach einer solchen Prozedur kann ein Potentiometer durchaus wieder zu neuem Leben erwachen. Bei teueren Spezialpotis ist eine solche Reinigung sicherlich einen Versuch wert.

    Man soll sich jedoch nichts vormachen, denn in der Regel gehen durch Verschmutzung verursachte Störungen immer auch mit steigendem Abrieb einher. Eine Reinigung beseitigt zwar die Verschmutzung, die Abriebschäden bleiben jedoch. Mehr noch werden sie bei jeder Betätigung des Potentiometers stärker. Eine Reinigung hilft also immer nur kurzfristig. Man kann daher generell sagen, daß so ein knisterndes oder knackendes Potentiometer demnächst ausgewechselt werden muß!

    5.3 Ich brauche ein neues Poti, bloß welches?

    Bevor man daran geht sich ein Potentiometer zu kaufen, um ein defektes Poti zu ersetzen, sollte man einige Dinge klären:

    1. Welchen Wert hat der Kennwiderstand? Wenn auf dem Poti selber keine Angaben gemacht wurden, dann hilft nur eine Messung. Wenn auch das nicht möglich ist, dann helfen ein paar Erfahrungen: In der Elektrogitarre werden Potis mit einem Kennwiderstand von 250kOhm bei Gitarren mit Single-Coils eingesetzt. Instrumente mit Humbuckern (auch Mischformen wie HSS und HSH) verwenden 500kOhm. Niederohmige Potis mit einem Wert von 25kOhm werden nur in Kombination mit niederohmigen oder aktiven Tonabnehmern, wie zum Beispiel den Produkten von EMG, eingesetzt. Sie sind daher für die Verwendung in den typischen passiven Elektrogitarren ungeeignet!

    2. Logarithmisch oder Linear? Im Hinblick auf die logarithmische Empfindlichkeit unseres Gehörs sollten grundsätzlich Potentiometer mit einer logarithmischen Charakteristik eingesetzt werden, was quasi als Standard aufzufassen ist. Es gibt jedoch auch Musiker, die für die Lautstärkeeinstellung ein lineares Poti bevorzugen. Hier gilt dann: Erlaubt ist, was gefällt!

    3. Wie ist der Gewindedurchmesser? Ein wichtiger Punkt! Wer ein Fender-Poti erwirbt und dieses in ein japanisches Instrument einbauen will, der wird feststellen, daß die Bohrung häufig zu klein ist. Am besten mißt man das also vorher aus. Im Baumarkt kann man für ein paar Cent Meßschieber aus Kunststoff kaufen, die für diesen Fall vollkommen ausreichend sind.

    4. Die Form der Achse: Wer ein Potentiometer mit glatter Achse kauft, der kann natürlich nicht einen Knopf für eine geriffelte Achse darauf befestigen! Dumm, wenn man das am Samstag nachmittag kurz vor dem Soundcheck feststellt!

    Fazit

    Damit sind wir am Ende angelangt. So technisch ist es ja zum Glück nicht geworden. Fassen wir noch einmal die wichtigsten Dinge kurz zusammen:

    1. Ein Potentiometer ist ein aus zwei Widerständen bestehender, veränderlicher Spannungsteiler.

    2. Es gibt Potentiometer mit glatter und geriffelter Achse, die unterschiedliche Knöpfe benötigen.

    3. Drehpotentiometer können ein zölliges oder ein metrisches Gewinde unterschiedlichen Durchmessers haben.

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

    5. Logarithmische Potentiometer haben eine Drehrichtung; lineare Potentiometer nicht.

    6. In der Elektrogitarre werden in der Regel Potentiometer mit einem Kennwiderstand von 250kOhm oder 500kOhm eingesetzt. Potis mit 25kOhm sind nur für aktive Schaltungen gedacht.
    Zum Schluß noch ein paar Worte der Warnung:

    Für einen Gitarristen ist ein Potentiometer in der Gitarre fast wie die Saiten. Es unterliegt dem Verschleiß und muß irgendwann ersetzt werden. Wer einen brauchbaren Lötkolben hat, der kann das ohne Gefahr für Leib und Leben tun.

    Der Austausch von Potentiometern in anderen elektronischen Geräten (Verstärker, Effektgeräte,…), insbesondere in solchen die mit Netzspannung betrieben werden, ist in aller Regel nicht ganz einfach und auch nicht ganz ungefährlich. Was elektrischer Strom anrichten kann, zeigt zum Beispiel das folgende Bild:

    [​IMG]
    Abbildung 6-1: Verbrennungen durch Stromunfall (Quelle: Stefan Reitzner, 2006)

    Aber nicht immer sind die Folgen eines Stromunfalls so optisch "unappetitlich". Gerne genommen wird im Zusammenhang mit unserer Wechselspannung auch das sogenannte Herzkammerflimmern, da es sich unbehandelt manchmal erst Stunden nach dem Unfall bemerkbar macht - dann aber leider tödlich! :eek:

    Also, wer den Umgang mit größeren elektrischen Spannungen nicht gewohnt ist, der sollte entsprechende Arbeiten lieber einem Fachmann überlassen! Es trotz fehlender Kenntnisse selber zu machen, mag dem einen oder anderen heldenhaft erscheinen, aber wem ist schon mit einem toten Helden gedient?

    Ulf

    (Der vollständige und stets aktuelle Artikel ist ebenfalls in der Knowledge Database der Guitar-Letters zu finden.)
     
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  3. SickSoul

    SickSoul HCA - Gitarren Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 04.12.10   #3
    Ich kann dich zwar grad nicht bewerten, aber ENDLICH ein super Grundlagenartikel über den Kram, den man überall verlinken kann! Top! :great:
     
  4. Bierschinken

    Bierschinken Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 04.12.10   #4
    Hi Ulf,

    sehr schön! - Einzig fehlt mir die Info, dass es Achsen mit 6,0mm sowie 6,3mm Durchmesser gibt.
    Ich musste da schon so manchen Potiknopf mit dem 1/4"-Bohrer "weiten".

    Grüße,
    Schinkn
     
  5. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 04.12.10   #5
    Macht nichts, wir nehmen auch Bares! ;)

    Dann aber bitte direkt auf den originalen Artikel bei den Guitar-Letters, da ich in der Regel nur dort den Inhalt pflege.

    Nee! Watt dat nich allns gift! ;)

    Ulf
     
  6. Vishnu-Phil

    Vishnu-Phil Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 09.12.10   #6
    Super Beitrag, inhaltlich tippi toppi, vor allem dass du auf die sache mit kontakt 60 spray eingehst zeigt, dass du ahnung von der materie hast

    wieviel bares willste denn :p
     
  7. bluesfreak

    bluesfreak Helpful & Friendly User HFU

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    Erstellt: 09.12.10   #7
    Dem Ganzen wäre noch hinzuzufügen daß es sich bei dem Beispiel 1-2 um ein lineares Poti handelt, bei einem log siehts ganz anders aus, da entsprechen z.B. ein Viertel des Regelweges nicht 25% des Widerstands
     
  8. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 09.12.10   #8
    Danke für die Blumen! Ich bemühe mich.

    Die Grenze ist nach oben völlig offen! ;)

    Richtig, aber auf die verschiedenen Charakteristiken gehe ich ja in Kapitel 3.3 ein.

    Ulf
     
  9. achim1

    achim1 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 10.12.10   #9
    Hi Ulf,

    einfach genial!!!

    Was mich selbst noch interessieren würde, ist: Gibt es Klangunterschiede zwischen den einzelnen Poti-Herstellern? Also bei gleichen Werten? Viele schwören ja z.B. auf CTS-Potis. Oder ist das nur Voodoo?
     
  10. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 10.12.10   #10
    Was soll an einem Potentiometer "klingen"? Altkanzler Helmut Schmidt würde dazu sagen: " Das ist dummes Zeuch!" Ich kann das nur unterstreichen!!

    Unterschiedliche Kennwiderstände führen zu unterschiedlichen Dämpfungen (mehr oder weniger Höhen, siehe Unterschied zwischen 250kOhm oder 500kOhm). Diese Unterschiede sind aber nur wahrnehmbar, wenn das Poti "voll aufgedreht" ist.

    Unterschiedliche Charakteristiken können zu einem unterschiedlichen Einstellverhalten führen. Selbst logarithmisch ist nicht logarithmisch und viele Hersteller nähern so einen Widerstandsverlauf auch durch lineare Abschnitte an.

    Man sehe sich in diesem Zusammenhang einmal Abbildung3-2 an. Da sind mindestens zwei Geradenabschnitte im Spiel!

    Ulf
     
  11. achim1

    achim1 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 10.12.10   #11
    Danke trotzdem! Hab ich mir eigentlich fast schon gedacht...
     
  12. Bierschinken

    Bierschinken Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 11.12.10   #12
    Hallo,

    mal eine ganz ernstgemeinte Frage; Hat mal jemand die Kapazitäten von Kohlebahn zu Gehäuse der Potis verglichen? - Ich könnte mir durchaus vorstellen, dass es deutliche Unterschiede geben könnte.

    Grüße,
    Schinkn
     
  13. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 11.12.10   #13
    Mist, hab' ich ganz vergessen! Werde ich gleich heute Abend mal machen!

    Danke Schinkn!!!!!!


    Ulf


    :rofl:
     
  14. Bierschinken

    Bierschinken Mod Emeritus Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 11.12.10   #14
    Nabend Ulf,

    du, das ist ein Konjunktiv und die Frage dahinter ist recht ernst gemeint.
    Ich habe keinerlei Vorstellung wie groß diese Kapazität ist, wenn ich mir aber überlege, dass ganz schön häufig 1M-Potis verwendet werden, kann ich mir vorstellen, dass man doch in Kapazitätsbereiche kommen könnte, die man hört (50pF oder sowas).

    Daher meine Frage ob mal jemand diese Kapazität gemessen hat? - Liegt die bei wenigen pF oder weniger, wäre das ja vernachlässigbar.
    Da ich das aber nicht weiss, frage ich danach.;)

    Grüße,
    Schinkn
     
  15. DerOnkel

    DerOnkel Threadersteller HCA Elektronik Saiteninstrumente HCA

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    Erstellt: 11.12.10   #15
    Bei einem 250kOhm Mini-Push-Pull-Poti habe ich jeweils gegen das Gehäuse 25pF gemessen. Wie sich diese drei Kapazitäten dann auswirken, hängt natürlich von der Beschaltung des Potentiometers ab.

    Bei einem Standard-Poti würde ich etwas geringere Werte erwarten.

    Ulf
     
  16. rz259

    rz259 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 12.12.10   #16
    Ich könnte mir vorstellen, dass das eher mit der (vermuteten?) Qualität von CTS-Potis zu tun hat.

    Rudi
     
  17. bluesfreak

    bluesfreak Helpful & Friendly User HFU

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    Erstellt: 12.12.10   #17
    Soo hochwertg sind die CTS auch nicht, gute Standardware, mehr nicht.
    Wenn man qualitativ abstuft würde das in etwa so aussehen:
    1. Precision Electronics
    2. Bourns
    3. Alpha
    4. CTS
    ...
    Sonderartikel wie Allessandro oder ähnlich mal hier nicht berücksichtigt...
     
  18. de_lang

    de_lang Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 18.12.10   #18
    Großes Lob, ein sehr informativer und leicht verständlicher Artikel. Und endlich wird mal für den absoluten Technik-Laien wie mich beschrieben, wie man die Potis überhaupt befestigt. Das mag für den einen selbsterklärend sein, aber ich finds super, dass das mal angesprochen und dargestellt wird.
     
  19. analog

    analog Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 27.12.10   #19
    Sehr schöner Beitrag, den ich auch gerne meinen Schülern als Lektüre empfehlen werde :great:.

    Was weniger bekannt ist und in der Literatur leider häufig unter den Tisch gekehrt oder schlecht dargestellt wird, ist allerdings auch noch folgendes:

    1. Die simplen Gleichungen und Zusammenhänge bei Potis gelten nur für den unbelasteten Zustand, wenn also der Eingangswiderstand der nachfolgenden Schaltung deutlich größer ist als der Widerstand des Potis selbst. Andernfalls wird selbst die Charakteristik eines linearen Potis deutlich nichtlinear mit einem starken Durchhänger im mittleren Einstellbereich. Dieser Durchhänger ist umso stärker ausgeprägt, je kleiner der Lastwiderstand ist. Man kann auf diese Art und Weise (durch "künstliche" Belastung) gezielt nichtlineare Kennlinien erzwingen.

    Inwieweit dieser Aspekt bei Gitarren eine Rolle spielt, kann ich leider nicht beurteilen, man sollte aber daran denken, wenn mal Phänomene beobachtet werden, die man sich anders vielleicht net erklären kann.

    Eine typische Beobachtung in dieser Richtung habe ich schon in meiner Jugend gemacht, allerdings als "Modelleisenbahnbastler" :):

    Habe versucht, mit einem 10kOhm-Poti die Geschwindigkeit meiner Lok zu steuern. Es hat nicht geklappt :bad:: Es hat sich erstmal überhaupt nix getan, und erst auf dem letzten Fitzelchen Widerstandsbahn ging es dann fast sprungartig mit Kavalierstart los.

    Damals konnte ich mir das mißglückte Bastelexperiment natürlich nicht erklären; heute weiß ich, dass genau der oben beschriebene Umstand dafür verantwortlich ist: Der Motor der Lok hat einen Widerstand, der deutlich kleiner ist als 10kOhm. Und die Poticharakteristik hatte daher einen extremen Durchhänger, so dass erst auf den letzten 10% des Einstellbereichs genügend Fahrspannung zur Verfügung stand.

    Eine weitere Beobachtung war damals, dass das Poti in diesem Bereich auch noch zu rauchen anfing :confused:.

    Damit komme ich zu Punkt ...

    2. Die angegebene Belastbarkeit (Milliwatt oder Watt) eines Potis gilt für die komplette Widerstandsbahn. Belastete Potis (wie oben beschrieben) tragen die größte thermische Last im oberen Teil der Widerstandsbahn. Die zulässige Grenze kann dann leicht überschritten werden, und das Poti raucht oder brennt. Also VORSICHT!

    Falls Interesse besteht, kann ich mich gerne ausführlicher (auch mit Plots von Kennlinien und Berechnungsbeispielen) zu diesen Phänomenen verbreiten.

    Für heute erstmal Feierabend.

    Liebe Grüße von Andreas
     
  20. DerOnkel

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    Erstellt: 28.12.10   #20
    Du hast natürlich vollkommen recht, wenn Du auf die geänderte Einstellbarkeit eines belasteten Potentiometers hinweist! Dieser Effekt spielt bei der Elektrogitarre jedoch lediglich beim Lautstärkeeinsteller eine Rolle und wird umso stärker, je kleiner der Lastwiderstand im Vergleich zum Kennwiderstand des Potis ist.

    Mit den üblichen Dimensionierungen tritt der Effekt jedoch kaum in Erscheinung. Aus diesem Grund habe ich ihn in diesem Artikel unterschlagen. Natürlich wird eine Belastung von 10kOhm zu einer "Katastrophe" führen. Hier wird man jedoch eher den Verlust der "Höhen" beklagen.

    Im Artikel "Die Lautstärkeeinstellung in der Elektrogitarre" finden sich auch Aussagen zur sogenannten Linearität, in die dieser Effekt hineinspielt. Hier wurde die Last von 1MOhm jedoch nicht verändert.

    Wo der Effekt jedoch sehr deutlich wird, ist beim Einsatz eines sogenannten Treble-Kondensators. Auch zu diesem Thema sind im genannten Artikel Aussagen zu finden.

    Was die Belastbarkeit des Potentiometers angeht, hast Du natürlich auch Recht, aber bei einer mittleren Signalspannung von 200mV... Bei einem angenommenen Gleichstromwiderstand des Pickups von 7kOhm kommen da im Kurzschlußfall 29µA zusammen. Macht dann doch immerhin 5,8µW! Am Poti entsteht dann noch wesentlich weniger Leistung! Auf "Rauchzeichen" können wir da lange warten. ;)

    Ulf
     
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