Per a què serveixen els termistors i per a què serveixen?
Dispositiu i tipus
Un termistor és un dispositiu semiconductor la resistència de la qual depèn de la seva temperatura. Segons el tipus d’element, la resistència pot augmentar o caure quan s’escalfa. Hi ha dos tipus de termistors:
- NTC (Coeficient de temperatura negativa): amb un coeficient de resistència negatiu de temperatura (TCS). Sovint se'ls anomena "termistors".
- PTC (coeficient de temperatura positiva): amb TKS positius. També se'ls anomena "posistors".
Important! El coeficient de temperatura de resistència elèctrica és la dependència de la resistència de la temperatura. Descriu quant canvia Ohm o per cent del valor nominal la resistència de l’element amb un augment de la seva temperatura un grau centígrad. Per exemple, ordinari resistències TKS positiu (quan s'escalfa, augmenta la resistència dels conductors).
Els termistors són de baixa temperatura (fins a 170 K), de temperatura mitjana (170-510K) i de temperatura alta (900-1300K). El cos de l’element pot ser de plàstic, vidre, metall o ceràmica.
La designació gràfica condicional dels termistors del diagrama s’assembla a resistències ordinàries i l’única diferència és que estan travessades per una tira i s’indica la lletra t al costat.
Per cert, s’indica així qualsevol resistència, la resistència de la qual canvia sota la influència del medi ambient i el tipus de quantitats d’actuació s’indica amb la lletra, la temperatura.
Característiques clau:
- Resistència nominal a 25 graus centígrads.
- Màxima dissipació de corrent o potència.
- El rang de temperatures de funcionament.
- Tks.
Fet interessant: El termistor va ser inventat el 1930 pel científic Samuel Ruben.
Analitzem de manera detallada el seu funcionament i per a què serveixen cadascun d’ells.
NTC
Informació bàsica
La resistència dels termistors NTC disminueix en escalfar-se, el seu TCS és negatiu. A la gràfica següent es mostra la dependència de la temperatura de la resistència.
Aquí podeu assegurar-vos que en escalfar-se, la resistència del termistor NTC disminueix.
Aquests termistors estan fets de semiconductors. El principi d’acció és que amb l’augment de la temperatura, augmenta la concentració dels portadors de càrrega, els electrons passen a la banda de conducció. A més dels semiconductors, s'utilitzen òxids de metalls de transició.
Fixeu-vos en un paràmetre com un coeficient beta.Es té en compte quan s’utilitza un termistor per mesurar la temperatura, per promediar el gràfic de resistència versus temperatura i realitzar càlculs mitjançant microcontroladors. L’equació beta per aproximar la corba del canvi de resistència del termistor que veieu a continuació.
Interessant: en la majoria dels casos, els termistors s'utilitzen en un rang de temperatura de 25 a 200 graus centígrads. En conseqüència, es poden utilitzar per a mesures en aquests rangs, mentre que les termoparells funcionen a 600 graus centígrads.
On s’utilitza
Els termistors TCS negatius s’utilitzen sovint per limitar els corrents d’arrencada de motors elèctrics, relés d’arrencada, per protegir les bateries de liti de sobreescalfament i en fonts d’alimentació per reduir els corrents de càrrega del filtre d’entrada (capacitiva).
El diagrama anterior mostra un exemple d’ús d’un termistor en una font d’alimentació. Aquesta aplicació s’anomena escalfament directe (quan l’element mateix s’escalfa quan circula el corrent). A la placa d'alimentació, el resistor NTC és el següent.
A la figura següent, veieu com és el termistor NTC. Pot diferir de mida, forma i menys sovint de color, les més comunes són el verd, el blau i el negre.
La limitació del corrent d’arrencada de motors elèctrics amb l’ajuda d’un termistor NTC és generalitzada en els electrodomèstics per la facilitat d’implementació. Se sap que quan arrenca el motor, pot consumir corrent moltes vegades i desenes de vegades superior al seu consum nominal, sobretot si el motor no es posa en marxa en ralentí, sinó sota càrrega.
El principi de funcionament d'aquest règim:
Quan el termistor és fred, la seva resistència és alta, encenem el motor i el corrent al circuit està limitat per la resistència activa del termistor. Gradualment, aquest element s’escalfa i la seva resistència disminueix i el motor entra al mode de funcionament. El termistor està seleccionat de manera que en estat calent la resistència és propera a zero. A la foto de sota, veieu un termistor cremat a la placa del molinet de carn Zelmer, on s’utilitza una solució així.
L’inconvenient d’aquest disseny és que quan es reinicia, quan el termistor encara no s’ha refredat, no es produeix la limitació de corrent.
Hi ha un ús aficionat del termistor no prou familiar per protegir les làmpades incandescents. El diagrama següent mostra l'opció de limitar la pujada actual quan s'encenen aquestes làmpades.
Si s’utilitza un termistor per mesurar la temperatura, aquest mode de funcionament s’anomena escalfament indirecte, és a dir. S'escalfa mitjançant una font de calor externa.
Interessant: els termistors no tenen polaritat, per la qual cosa es poden utilitzar tant en circuits de corrent continu com altern sense por de la reversió de la polaritat.
Marcatge
Els termistors es poden marcar tant de manera alfabètica com contenint marcatge del color en forma de cercles, anells o ratlles. Al mateix temps, hi ha moltes maneres de marcar lletres: depèn del fabricant i del tipus d’element específic. Una opció:
A la pràctica, si s’utilitza per limitar el corrent d’introducció, els més habituals són els termistors de disc, que es marquen de la manera següent:
5D-20
Si el primer dígit indica resistència a 25 graus centígrads (5 ohms) i "20" (el diàmetre, més gran és), més pot disipar. A la figura següent veieu un exemple:
Per desxifrar el marcatge del color, podeu utilitzar la taula següent.
A causa de l’abundància d’opcions de marcatge, podeu cometre un error en la descodificació, per tant, per exactitud de desxiframent, és millor buscar documentació tècnica per a un component específic al lloc web del fabricant.
PTC
Informació bàsica
Els posistors, com es deia, tenen un TCS positiu, és a dir, la seva resistència augmenta amb la calefacció. Estan elaborats a base de titanat de bari (BaTiO)3) El posistor té un gràfic de temperatura i resistència:
A més, cal parar atenció a la seva característica de tensió actual:
El mode de funcionament depèn de l'elecció del punt de funcionament del posistor en funció de la característica I-V, per exemple:
- S’utilitza una secció lineal per mesurar la temperatura;
- La secció avall s'utilitza per iniciar els relés, relé de temps, mesurant la potència de la radiació electromagnètica del microones, l’alarma d’incendis i altres coses.
El vídeo següent descriu quins són els posistors:
Si escau
L’abast dels posistors és prou ampli. S’utilitzen principalment en esquemes de protecció d’equips i dispositius contra sobreescalfament o sobrecàrrega, menys freqüentment per a la mesura de la temperatura i també com a element de calefacció autoestabilitzant. Llista breument els exemples d’ús:
- Protecció del motor. Instal·lat a la part frontal de cada enrotllament del motor (per a una velocitat trifàsica 3 monofàsica, per a dues velocitats 6, etc.), el termistor PTC evita que el bobinat es cremi en cas d’embussament del rotor o en cas de fallada del sistema de refrigeració forçada. Com funciona aquest circuit? El posistor s’utilitza com a sensor connectat a un dispositiu de control amb relés d’actuació, arrencadors i contactors. En cas d’emergència, la seva resistència augmenta i aquest senyal es transmet a l’òrgan de govern, el motor s’apaga.
- Protegiu els enrotllaments del transformador de sobreescalfaments i (o) sobrecàrregues, i després el posistor s’instal·la en sèrie amb l’enrotllament primari.
- Sistema de desmagnetització de cinescopis per a televisors i monitors CRT. Per cert, aquesta part sovint falla i heu de fer front a aquest cas durant la reparació, mentre que el fusible és característic.
- Element de calefacció en canons de cola. En els cotxes per escalfar el tub d'admissió, per exemple, la foto següent mostra el canal XX de calefacció del carburador de Pierburg.
Els termistors són un grup de dispositius que poden convertir la temperatura en un senyal elèctric, que es llegeix mesurant la caiguda de tensió o el corrent al circuit on està instal·lat. O ells mateixos poden ser un organisme regulador, si els seus paràmetres ho permeten. La simplicitat i accessibilitat d’aquests dispositius permet que siguin àmpliament utilitzats tant per al disseny professional de dispositius com per a la pràctica de ràdio aficionada.
Finalment, recomanem veure un vídeo on es descriu detalladament què és un termistor, com funciona i on s’utilitza:
Segur que no ho sabeu:
Carregant ...
