{"id":52984,"date":"2023-01-05T17:30:15","date_gmt":"2023-01-05T16:30:15","guid":{"rendered":"https:\/\/botland.com.pl\/blog\/potencjometr-jak-to-dziala\/"},"modified":"2023-04-19T09:53:35","modified_gmt":"2023-04-19T07:53:35","slug":"potentiometer-wie-funktioniert-das","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/botland.de\/blog\/potentiometer-wie-funktioniert-das\/","title":{"rendered":"Potentiometer – wie funktioniert das?"},"content":{"rendered":"Lesezeit<\/span> 8<\/span> min.<\/span><\/span>\t\t
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Ein Potentiometer<\/strong><\/a> ist ein elektronisches Bauteil, das in vielen g\u00e4ngigen Ger\u00e4ten, wie z. B. Audioger\u00e4ten, verwendet wird. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung ist es schwierig, eine Person zu finden, die noch nie mit einem solchen Element in Ber\u00fchrung gekommen ist. Doch nicht jeder ist mit dem genauen Funktionsprinzip und den Einsatzm\u00f6glichkeiten von Potentiometern vertraut.<\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\n\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\tPotentiometer<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/span>\n\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Was ist ein Potentiometer?<\/h2>\n\n

Ein Potentiometer ist ein resistiver (auf dem Ph\u00e4nomen des elektrischen Widerstands basierender) Spannungsteiler<\/strong>, der einstellbar<\/strong> ist. Man unterscheidet zwischen analogen Potentiometern<\/strong> mit einem Widerstandspfad (die eine stufenlose Einstellung erm\u00f6glichen) und digitalen Potentiometern<\/strong>, die aus mehreren Widerst\u00e4nden aufgebaut sind (dieser Typ erm\u00f6glicht eine stufenweise Einstellung).<\/p>\n\n

Spannungsteiler<\/h2>\n\n

Ein Spannungsteiler ist eine Vorrichtung, mit der das gew\u00fcnschte Verh\u00e4ltnis zwischen der Eingangsspannung U<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> und der Ausgangsspannung U<\/em><\/strong>2<\/sub><\/strong> erreicht werden kann. Das Verh\u00e4ltnis der sich ergebenden Werte (das Verh\u00e4ltnis von U<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> zu U<\/em><\/strong>2<\/sub><\/strong>) wird als K<\/em><\/strong>U<\/sub><\/em><\/strong>-Faktor bezeichnet – man spricht hier vom so genannten Teilerverh\u00e4ltnis. Die Ausgangsspannung U<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> im Spannungsteiler hat immer einen niedrigeren Wert als die Ausgangsspannung U<\/em><\/strong>2<\/sub><\/strong>, und ihr Wert h\u00e4ngt von der Versorgungsspannung und dem Verh\u00e4ltnis der verwendeten Widerst\u00e4nde ab. Sie kann nach folgender Formel berechnet werden U<\/em><\/strong>2 <\/sub><\/strong>= [<\/strong>U<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> \/<\/em><\/strong> (<\/strong>R<\/em><\/strong> + <\/strong>R<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong>)] <\/strong>R<\/em><\/strong>1<\/sub><\/em><\/strong>.<\/p>\n\n

Potentiometer oder einstellbarer Widerstand?<\/h2>\n\n

Sowohl Potentiometer als auch einstellbarer Widerstand sind Bezeichnungen f\u00fcr das gleiche elektronische Bauteil. Beide Begriffe sind korrekt und k\u00f6nnen austauschbar verwendet werden, obwohl der Begriff “einstellbarer Widerstand” etwas weniger gebr\u00e4uchlich ist, vor allem in der Fachwelt. Manchmal wird auch die Bezeichnung Drehwiderstand verwendet.<\/p>\n\n

Aufbau und Funktionsweise des Potentiometers<\/h2>\n\n

Das Basispotentiometer hat drei Anschl\u00fcsse, von denen zwei \u00fcber einen festen Widerstand verbunden sind. Die dritte (mittlere) Leitung ist mit einem Schieber verbunden, dessen Position auf der Widerstandsbahn frei eingestellt werden kann. In der Regel ist der Schieber mit einem geeigneten Geh\u00e4use ausgestattet, so dass die Einstellung am Potentiometer bequem und sicher vorgenommen werden kann.<\/p>\n\n

Wie funktioniert das?<\/h2>\n\n

Durch Verschieben des Schiebereglers \u00e4ndert sich das Verh\u00e4ltnis zwischen dem Widerstandswert R<\/em><\/strong> (zwischen der ersten und der zweiten Leitung) und dem Widerstandswert R<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> (zwischen der zweiten und der dritten Leitung) und damit auch die Ausgangsspannung (dies ergibt sich aus der oben angegebenen Formel f\u00fcr die Ausgangsspannung in einem ohmschen Spannungsteiler). Je h\u00f6her der Widerstandswert des Widerstands R<\/em><\/strong>1<\/sub><\/strong> ist, desto geringer ist die Differenz zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung.<\/p>\n\n

Achtung!<\/h4>\n\n

Es ist zu bedenken, dass bestimmte Potentiometer f\u00fcr den Betrieb bei bestimmten Spannungs- und Stromwerten ausgelegt sind – ein \u00dcberschreiten dieser Werte kann zu irreparablen Sch\u00e4den an den Bauteilen f\u00fchren.<\/p>\n\n

Einteilung der Potentiometer<\/h2>\n\n

Die einzelnen Potentiometer unterscheiden sich in ihrem Aufbau, ihrer Handhabung und anderen Parametern, die ihre Eigenschaften bestimmen (z. B. Einsatzm\u00f6glichkeiten, Pr\u00e4zision oder Haltbarkeit).<\/p>\n\n

Aufgrund des Aufbaus<\/h2>\n\n

Bei der grunds\u00e4tzlichen Einteilung der Potentiometer nach ihrem Aufbau wird zwischen analogen Elementen (mit einem Widerstandspfad) und digitalen Elementen (mit mehreren Widerst\u00e4nden) unterschieden. Es sei daran erinnert, dass beide L\u00f6sungen unterschiedliche Leistungsmerkmale und sowohl Vor- als auch Nachteile haben.<\/p>\n\n

Analoge Potentiometer<\/h2>\n\n

Analoge Potentiometer haben eine Widerstandsbahn, die aus Kunststoff, Kohle, Spulen aus Widerstandsdraht oder Keramik-Metall-Sinterung besteht. Wenn Sie die Position des Schiebereglers \u00e4ndern, \u00e4ndert sich das Widerstandsverh\u00e4ltnis zwischen den Widerst\u00e4nden, was zu einer \u00c4nderung der Ausgangsspannung f\u00fchrt. Der Vorteil von analogen Potentiometern besteht darin, dass das Verh\u00e4ltnis zwischen den beiden Widerstandswerten stufenlos eingestellt werden kann, so dass die Spannung (innerhalb des durch das Element erm\u00f6glichten Bereichs) beliebig angepasst werden kann. Der Nachteil (vor allem bei billigeren, weniger gut verarbeiteten Modellen) ist das Rauschen und Knacken, das beim \u00c4ndern der Potentiometereinstellungen auftreten kann.<\/p>\n\n

Digitale Potentiometer<\/h2>\n\n

Die digitalen Potentiometer bestehen aus einer Reihe von CMOS-Widerst\u00e4nden und -Schaltern sowie einer logischen Steuerschaltung und einem elektronischen Z\u00e4hler. Durch entsprechende Programmierung des Steuersystems kann der ber\u00fccksichtigte Widerstandswert eingestellt und damit die Ausgangsspannung geregelt werden. Widerst\u00e4nde k\u00f6nnen gleiche oder unterschiedliche (z. B. steigende) Widerstandswerte haben. Der Vorteil von digitalen Potentiometern ist, dass es kein Rauschen oder Knistern gibt, wie es bei analogen Potentiometern vorkommt. Es ist auch m\u00f6glich, eine vollst\u00e4ndige Wiederholbarkeit der Einstellungen zu erreichen. Bei digitalen Potentiometern sind die Einstellm\u00f6glichkeiten jedoch begrenzt.<\/p>\n\n

In Bezug auf die Bedienung<\/h2>\n\n

Obwohl die Funktionsweise des Potentiometers keinen wesentlichen Einfluss auf die grundlegende Funktionsweise hat, bestimmt sie die Zweckm\u00e4\u00dfigkeit des Bauteils in bestimmten Anwendungen. Es lohnt sich, dieses Wissen zu nutzen, bevor Sie ein Potentiometer f\u00fcr die von Ihnen entworfenen Ger\u00e4te ausw\u00e4hlen, da es deren Funktionalit\u00e4t erheblich verbessern (oder verschlechtern) kann. <\/p>\n\n

Beispiel<\/h4>\n\n

Bei einem Pr\u00e4zisions-Konzertmischpult, das f\u00fcr die Steuerung der Beschallungsanlage bei Live-Musikveranstaltungen konzipiert ist, wird es einfacher sein, Schiebepotentiometer zu verwenden. Sie erm\u00f6glichen eine pr\u00e4zise Steuerung der Klangparameter und bieten gleichzeitig eine visuelle Darstellung der einzelnen Einstellungen, was schnelle Reaktionen und Anpassungen im laufenden Betrieb erm\u00f6glicht. Die Verwendung von Schieberegler-Potentiometern ist einfach praktisch – obwohl technologisch gesehen Pr\u00e4zisions-Mehrgang-Drehpotentiometer genauso gut funktionieren w\u00fcrden. <\/p>\n\n

Schiebepotentiometer<\/h2>\n\n

Bei einem Schiebepotentiometer ist der Widerstandsweg eine gerade Linie, auf der sich der Schieber vertikal oder horizontal bewegt. Es ist sehr intuitiv, da die Position des Schiebers gleichzeitig eine visuelle Darstellung des einzustellenden Parameters ist. Es ben\u00f6tigt jedoch mehr Platz als ein Drehpotentiometer und wird daher vor allem in Ger\u00e4ten verwendet, bei denen die Miniaturisierung keine Priorit\u00e4t hat. <\/p>\n\n

Drehpotentiometer (axial)<\/h2>\n\n

Drehpotentiometer haben in der Regel die Form eines Knopfes mit einer Anzeige. Auf dem Geh\u00e4use eines Ger\u00e4ts, das mit einem solchen Potentiometer ausgestattet ist, befindet sich in der Regel eine Skala, auf der die gew\u00fcnschte Einstellung vorgenommen werden kann. Das Potentiometer nimmt sehr wenig Platz in Anspruch, weshalb es erfolgreich in Ger\u00e4ten eingesetzt wird, bei denen der Platz knapp ist. <\/p>\n\n

Drehpotentiometer gegen\u00fcber Dreh-Mehrstellungsschalter<\/h2>\n\n

Ein Mehrstellungs-Drehschalter (z. B. zum Einstellen des gew\u00fcnschten Programms in einer Waschmaschine) kann visuell mit einem Drehpotentiometer in Verbindung gebracht werden. Das Funktionsprinzip der beiden Elemente ist jedoch unterschiedlich – ein Drehpotentiometer steuert die Spannung durch eine Widerstandssteuerung, w\u00e4hrend ein Dreh-Mehrfachschalter (wie jeder andere Schalter) das Schlie\u00dfen und \u00d6ffnen elektrischer Schaltkreise in verschiedenen Konfigurationen bewirkt. <\/p>\n\n

Aufgrund der Widerstandsvariationseigenschaften<\/h2>\n\n

Potentiometer k\u00f6nnen auch nach den Widerstands\u00e4nderungen unterteilt werden, die bei der \u00c4nderung der Position des Schiebereglers auftreten.<\/p>\n\n

Lineare Potentiometer<\/h2>\n\n

Bei linearen Potentiometern ist die Zunahme des Widerstands proportional zur \u00c4nderung der Position des Schiebereglers. Bei digitalen Elementen h\u00e4ngt dies mit dem gleichen Wert aller Widerst\u00e4nde im Inneren zusammen. Lineare Potentiometer werden gew\u00f6hnlich mit dem Buchstaben A bezeichnet. <\/p>\n\n

Logarithmische Potentiometer<\/h2>\n\n

Bei logarithmischen Potentiometern ist der Anstieg des Widerstands logarithmisch (d. h. er steigt zun\u00e4chst schnell und dann immer langsamer). Lineare Potentiometer werden gew\u00f6hnlich mit dem Buchstaben B bezeichnet. <\/p>\n\n

Praktische Anwendung von logarithmischen Potentiometern<\/h2>\n\n

Logarithmische Potentiometer werden zur Regelung der Lautst\u00e4rke in Audioger\u00e4ten verwendet. Das liegt daran, dass die Empfindlichkeit des Geh\u00f6rs ebenfalls logarithmisch ist, weshalb wir eine solche Lautst\u00e4rkeregelung als gleichm\u00e4\u00dfig wahrnehmen. <\/p>\n\n

Exponentialpotentiometer<\/h2>\n\n

Bei Exponentialpotentiometern ist der Anstieg des Widerstands exponentiell (d. h. er steigt zun\u00e4chst langsam und dann immer schneller an). Exponentialpotentiometer werden gew\u00f6hnlich mit dem Buchstaben B bezeichnet. <\/p>\n\n

Aufgrund anderer Eigenschaften und Funktionen<\/h2>\n\n

Potentiometer k\u00f6nnen nach einer Reihe von Parametern unterteilt werden. Diese Elemente k\u00f6nnen auch mit zus\u00e4tzlichen Funktionen ausgestattet werden, um sie f\u00fcr bestimmte Anwendungen besser geeignet zu machen. <\/p>\n\n

Potentiometer mit Schalter<\/h2>\n\n

Bei Potentiometern gibt es einen Schalter am anderen Ende der Leitung, mit dem die Stromzufuhr vollst\u00e4ndig unterbrochen werden kann. Diese L\u00f6sung wird h\u00e4ufig in Radios verwendet, wo das Ger\u00e4t durch Drehen auf Null gleichzeitig ausgeschaltet wird. <\/p>\n\n

Mehrgang-Potentiometer (Pr\u00e4zision)<\/h2>\n\n

Drehschalter werden dort eingesetzt, wo ein hohes Ma\u00df an Einstellgenauigkeit erforderlich ist (z. B. bei Industriemaschinen). Um zu vermeiden, dass ein sehr gro\u00dfes Bauteil entsteht, werden Schalter mit mehr als einer Umdrehung verwendet. <\/p>\n\n

Montage von Potentiometern<\/h2>\n\n

Einbaupotentiometer haben in der Regel kein Geh\u00e4use und keine \u00e4u\u00dfere Achse (auf der sich normalerweise der Einstellknopf befindet). Dies wird verwendet, weil sie meist in einmaligen oder sehr seltenen Situationen eingesetzt werden (z. B. bei der Kalibrierung elektronischer Ger\u00e4te oder bei der Erstinbetriebnahme). In der Regel wird ein Schraubenzieher ben\u00f6tigt, um die gew\u00fcnschte Einstellung vorzunehmen. <\/p>\n\n

Gekoppelte Potentiometer<\/h2>\n\n

Bei einem gekoppelten Potentiometer handelt es sich um zwei Potentiometer, die von einem einzigen Element gesteuert werden. Ein gutes Beispiel sind Stereolautsprecher, bei denen die prozentuale Einstellung der Last beider Lautsprecher mit einem einzigen Knopf erfolgt (die Nullstellung bedeutet ein Verh\u00e4ltnis von 1:1). <\/p>\n\n

Anwendung von Potentiometern<\/h2>\n\n

Potentiometer werden in vielen Bereichen eingesetzt. Unter anderem werden sie in Audioger\u00e4ten verwendet <\/p>\n\n

Audioger\u00e4te und Musikinstrumente<\/h2>\n\n

In Audioger\u00e4ten wie Lautsprechern, Instrumentenverst\u00e4rkern, Lautsprecheranlagen, elektrischen Instrumenten, Mischpulten oder Tonverst\u00e4rkern werden Potentiometer verwendet, um die Lautst\u00e4rke zu regeln, das Verh\u00e4ltnis zwischen tiefen und hohen Frequenzen einzustellen oder die Lautst\u00e4rke einzelner Komponenten in einer Stereoanlage zu steuern. F\u00fcr diese Anwendungen werden sowohl analoge als auch digitale Potentiometer verwendet. <\/p>\n\n

Dimmer f\u00fcr Beleuchtungsanlagen<\/h2>\n\n

Mit einem entsprechend gew\u00e4hlten Potentiometer l\u00e4sst sich auch die Intensit\u00e4t der Beleuchtung regeln. In seiner einfachsten Variante wird dieses Element zwischen einer Stromquelle (z. B. einem an eine Steckdose angeschlossenen Kabel) und einer Lichtquelle (z. B. einer Lampe mit Gl\u00fchbirne) angebracht. Durch Verringern oder Erh\u00f6hen des Widerstandswertes am Potentiometer wird die Lichtleistung verst\u00e4rkt oder abgeschw\u00e4cht. Diese L\u00f6sung kann, auch wenn sie unterschiedliche Konstruktionen und Stromwerte erfordert, in jeder Beleuchtungsanlage eingesetzt werden, bei der die Lichtintensit\u00e4t von der zugef\u00fchrten Leistung abh\u00e4ngt, also z. B. bei LEDs oder herk\u00f6mmlichen Gl\u00fchbirnen. <\/p>\n\n

Drehzahlregelung von Motoren<\/h2>\n\n

Potentiometer werden auch verwendet, um die Geschwindigkeit von Elektromotoren zu regulieren, wie sie zum Beispiel in Stra\u00dfenbahnen eingesetzt werden. Auf diese Weise l\u00e4sst sich die Intensit\u00e4t des im Ger\u00e4t befindlichen Motors (z. B. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs) bequem regeln. <\/p>\n\n

Potentiometer-Parameter<\/h2>\n\n

Die Wahl der richtigen Potentiometer-Parameter hilft, das Bauteil auf die vorgesehene Anwendung abzustimmen. Im Folgenden sind einige der Merkmale und Eigenschaften aufgef\u00fchrt, auf die Sie bei der Auswahl eines Potentiometers f\u00fcr Ihre Projekte achten sollten: <\/p>\n\n

Typ<\/h2>\n\n

Analoge Potentiometer erm\u00f6glichen eine pr\u00e4zisere Steuerung der Einstellungen, verschlei\u00dfen aber schneller und sind relativ anf\u00e4llig f\u00fcr St\u00f6rungen. Digitale Potentiometer hingegen haben Einschr\u00e4nkungen in Bezug auf die Anzahl der m\u00f6glichen Einstellungen, sind aber weniger st\u00f6ranf\u00e4llig und erzeugen keine unerw\u00fcnschten Ger\u00e4usche beim Verstellen der Einstellung. <\/p>\n\n

Aufbau und Betrieb<\/h2>\n\n

Wenn Sie auf der Suche nach einem Ersatzteil sind, wissen Sie in der Regel bereits, ob es sich um ein Dreh- oder ein Schiebepotentiometer handeln wird. Wenn Sie jedoch ein Projekt von Grund auf neu erstellen, lohnt es sich zu \u00fcberlegen, welche L\u00f6sung bequemer und praktischer sein wird. \u00dcberlegen Sie auch, ob das Bauteil nur von einer qualifizierten Person, z. B. einem Servicetechniker, oder vom Benutzer selbst bedient werden soll. Im ersten Fall ist ein Montagepotentiometer vorzuziehen, im zweiten Fall ein Element mit leicht zu \u00e4ndernden Einstellungen. <\/p>\n\n

Eigenschaften und Widerstandswert<\/h2>\n\n

Potentiometer mit unterschiedlichen Eigenschaften und Widerstandswerten werden in verschiedenen Situationen eingesetzt – beide Parameter sollten auf den Verwendungszweck des Bauteils abgestimmt werden. Bei der Suche nach Ersatzteilen f\u00fcr fertige Ger\u00e4te ist es jedoch am besten, zu pr\u00fcfen, welches Potentiometer urspr\u00fcnglich vom Hersteller eingebaut wurde, und das gleiche Modell oder einen Ersatz zu verwenden. <\/p>\n\n

Achtung!<\/h4>\n\n

Die Standardbezeichnung f\u00fcr lineare Potentiometer ist A, f\u00fcr logarithmische Potentiometer B und f\u00fcr exponentielle Potentiometer C. Diese Bezeichnungen k\u00f6nnen jedoch je nach Hersteller eines bestimmten Modells variieren, so dass es immer ratsam ist, vor dem Kauf eines bestimmten Produkts die Katalogbeschreibung zu lesen.<\/p>\n\n

Zul\u00e4ssige Belastung der Widerstandsleitung<\/h2>\n\n

Die zul\u00e4ssige Strombelastung des Widerstandspfades entscheidet nicht nur \u00fcber die korrekte Funktion des Potentiometers, sondern auch \u00fcber seine Lebensdauer. Dies ist besonders wichtig f\u00fcr Pr\u00e4zisionskonstruktionen, bei denen man sich keine Fehler leisten kann. Auch bei sehr kleinen Potentiometern lohnt es sich, diesen Parameter sorgf\u00e4ltig zu \u00fcberwachen – sie reagieren oft schon auf Strom\u00fcberschreitungen in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von wenigen Milliampere. <\/p>\n\n

Widerstandstoleranz<\/h2>\n\n

Die Widerstandstoleranz bei Potentiometern ist von \u00e4hnlicher Bedeutung wie bei gew\u00f6hnlichen (nicht einstellbaren) Widerst\u00e4nden, ihr Wert ist jedoch – aufgrund der Beschaffenheit des Bauteils – in der Regel h\u00f6her und kann selbst bei hochwertigen Ger\u00e4ten mehrere oder zehn Prozent betragen.<\/p>\n\n

Anzahl der m\u00f6glichen Einstellungen<\/h2>\n\n

Dies ist ein Parameter, der nur bei Digitalpotentiometern auftritt und von der Anzahl der Widerst\u00e4nde abh\u00e4ngt, die bei ihrer Konstruktion verwendet werden. Bei Pr\u00e4zisionspotentiometern kann die Anzahl der m\u00f6glichen Einstellungen in die Tausende gehen, so dass die Spr\u00fcnge bei Einstellungsver\u00e4nderungen fast nicht mehr wahrnehmbar sind. <\/p>\n\n

Zus\u00e4tzliche Funktionen<\/h2>\n\n

Potentiometer mit Zusatzfunktionen, wie z. B. einem Schalter am Ende, erleichtern dem Benutzer die Bedienung der damit ausgestatteten Ger\u00e4te und reduzieren die Anzahl der zur Steuerung der Ger\u00e4te ben\u00f6tigten Bauteile. Dies tr\u00e4gt dazu bei, den Benutzerkomfort zu erh\u00f6hen und Platz zu sparen. Weitere wichtige Parameter sind die Wasserdichtheit (definiert als IP-Schutzgrad) oder die M\u00f6glichkeit, mehr als ein Potentiometer mit demselben Element zu steuern. <\/p>\n\n

Das richtige Zubeh\u00f6r<\/h2>\n\n

Potentiometer werden oft mit dem notwendigen Zubeh\u00f6r verkauft, wie z. B. einem auf der Achse des Drehpotentiometers montierten Knopf. Es lohnt sich, auf die praktischen Aspekte zu achten, die mit der Anwendung bestimmter L\u00f6sungen in einem Projekt verbunden sind: Ein Drehpotentiometer der Schutzklasse IPX8 f\u00fcr den Einsatz im Badezimmer sollte beispielsweise mit einem Knopf mit einer Oberfl\u00e4che ausgestattet sein, die eine bequeme Handhabung der Einstellungen erm\u00f6glicht, selbst wenn der Benutzer nasse H\u00e4nde hat. <\/p>\n\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Potentiometer (einstellbarer Widerstand) – FAQ<\/h2>\n\n
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