Elektronikteile Potentiometer

Das Potentiometer - millionenfach benutzt, wenig beachtet 

ln einer Vielzahl von elektrischen Schaltungen anzutreffen, stellt das Potentiometer, oder kurz Poti (engl. Rheostat) eine der Schnittstellen zwischen Mensch und Elektronik dar. Bevor man Siri, Google Assitent, Alexa... zur Hand, oder besser zur Stimme hatte, wurde die Musik manuell laut und leise gestellt. Oder man hat den Bass aufgedreht, Licht gedimmt, im Studio Klänge verändert, und so weiter. All das geschieht mit Hilfe des kleinen Stars der Elektrotechnik, der variable Widerstand, oder im Fachjargon: dem Potentiometer. Kaum ein Gerät kommt ganz ohne eines aus.

Über 100 Jahre vor Marshall - ein Brite legt den Grundstein für Rock´n´Roll

1840 erdachte der britische Physiker Charles Wheatstone (ja, die Briten waren schon immer eine führende Kraft im Rock´n´Roll) den Dauerbrenner der Elektrotechnik. Die Idee ist einfach, wie genial: Ein verschiebbarer "Gleiter" fährt über eine feste Widerstandsbahn. Voilà, der variable Widerstand war geboren! Im Wesentlichen haben sich daraus zwei Arten des Potentiometers entwickelt, und beide haben im Musikbusiness eine Heimat: Drehbar, als "Poti", schiebbar als "Fader". Im Gegensatz zu diesen mechanischen Potentiometern, existieren heute weit verbreitet die Digital-Potentiometer. In ihrer fast verschleißfreien Konstruktion, haben sie wenig mit dem klassischen Drehpotentiometer zu tun. Ihre Anwendung ist heute äußerst breit gefächert, von Unterhaltungselektronik bis zum Synthesizer und professionellem Studioequipment. Digitale Potentiometer funktionieren allerdings nicht in analogen Schaltungen.

Der variable Widerstand - ein vielseitiger Typ

Typischerweise haben Drehpotentiometer eine Achse, die sich meist um 300° drehen lässt. Es existieren aber auch Multiturn-Potentiometer, die wesentlich mehr Regelweg zulassen. Sie werden vor allem da eingesetzt, wo eine Feinabstimmung besonders wichtig ist. 

Potentiometer sind aus elektrischen Instrumenten und deren Verstärkern nicht wegzudenken. Das klassische Beispiel dafür ist der Lautstärkeregler. Er ist logarithmisch ausgelegt (im Gegensatz zu "linear"), was bedeutet, dass beim Verstellen des Schleifers (oder Gleiters) auf der Widerstandsbahn am Anfang des Drehens weniger geschieht, als zum Ende hin. Das entspricht der menschlichen Wahrnehmung wesentlich besser, und lässt so das feinfühlige Regeln zu. Der Wert des Widerstandes zwischen den beiden Endanschlüssen wird dabei in Kilo (1000)-Ohm, kurz kΩ, angegeben. Gerade bei der sehr beliebten passiven Tonblende bei E-Gitarren, haben verschiedene Werte einen Einfluss auf den Regelweg, und somit auf den Klang. In aktiven Schaltungen, oft bei E-Bässen in der Klangregelung, oder bei Effektpedalen eingesetzt, findet sich in der Schaltung auch manchmal ein sogenanntes Trim-Potentiometer (Trimmer). Mit ihm wird ein bestimmter Wert, wie die Ausgangsleistung, oder -lautstärke einstellbar. Auch Tandem-Potentiometer finden sich oft an Instrumenten. Sie bieten bei fast gleicher Baugröße zwei Achsen (und Schleifer und Widerstandsbahn x2), und sind somit zwei Potis in "einem". 

Die Anatomie des Bauteils

Im Gehäuse des Potentiometers befindet sich die Widerstandsbahn. Sie ist an beiden Enden mit Kontakten versehen, die außerhalb des Gehäuses zwei der drei Anschlüsse darstellen. An der verstellbaren Achse ist der Schleifer (oder Gleiter) montiert, der beim Drehen oder Schieben an verschiedenen Stellen der Widerstandsbahn Kontakt mit dieser herstellt. Somit wird der elektrische Widerstand des Potentiometers verändert. Der Gleiter ist mit dem dritten, mittigen Anschluss des Potis verbunden. Diese werden, durch Kabel verlötet, mit der Schaltung verbunden, die jetzt durch Drehen an der Achse über einen variablen Widerstand verfügt. Der Wert des elektrischen Widerstandes wird zwischen den beiden Endanschlüssen gemessen. Andere Kenngrößen, wie der Maximalstrom den der Schleifer übertragen kann, oder die maximale Spannungsfestigkeit können bei Verstärker-Schaltungen allerdings auch wichtig sein. 

Ersatzteil oder Tuning-Maßnahme?

Wie alle mechanischen Bauteile, wird auch das Potentiometer mit seiner drehbaren Achse, dem Schleifer, und der Widerstandsbahn, auf welcher der Gleiter immerzu entlangfährt, allmählich abgenutzt. Ein altes, intensiv genutztes Potentiometer, ob drehbar oder Fader, macht sich durch kratzende oder krachende Geräusche bei der Wiedergabe bemerkbar. Zwar lässt sich kurzfristig Abhilfe schaffen, indem man Reinigungsmittel für elektronische Bauteile verwendet, oder gar das ganze Bauteil auseinandernimmt, reinigt und wieder zusammensetzt, aber meist wird in einem solchen Fall das Potentiometer ausgetauscht - eigenhändig, wenn man über Lötkolben und ein wenig Erfahrung mit diesem verfügt, oder aber bei einer Fachwerkstatt.  

Für Gitarristen und Bassisten bietet dieses Bauteil aber auch Potential zur "Verbesserung", bzw. zur Anpassung an den persönlichen Geschmack. Speziell Ton- oder Lautstärkeregler werden oft ausgetauscht (250kOhm <> 500kOhm), und somit deren Ansprechverhalten und u.U. der Ton des Instrumentes beeinflusst. Hier hilft im Zweifel nur Ausprobieren. Ob logarithmische Potentiometer oder lineare, ob zum Löten oder Steckverbinder, durchschnittliche oder bessere Qualität (bspw. Linearität), es gibt einiges zu beachten, wenn man sich den inneren Werten seines Instrumentes nähern möchte. So kann man oft schon anhand der Größe des Gehäuses eines Potentiometers, Rückschlüsse auf dessen mechanische Qualität ziehen. Da der variable Widerstand selbst gerne zum Stilmittel bei der E-Gitarre wird (bspw. Volume-Swells per Hand), ist genau diese aber besonders wichtig. Denn ein kratzendes Drehpotentiometer, über einen lauten Amp im Drive-Kanal übergebührlich verstärkt, ist meist kein Grund zur Freude. Und wer möchte schon regelmäßig den Lötkolben auspacken und die Elektronik seiner Gitarre ausbessern?