Mitä termistorit ovat ja mihin ne ovat?

Laite ja tyypit

Termistori on puolijohdelaite, jonka vastus riippuu sen lämpötilasta. Elementin tyypistä riippuen vastus voi nousta tai laskea kuumennettaessa. Termistoreita on kahta tyyppiä:

• NTC (negatiivinen lämpötilakerroin) - negatiivisella lämpötilan vastuskertoimella (TCS). Usein niitä kutsutaan "termistoriksi".
• PTC (positiivinen lämpötilakerroin) - positiivisella TKS: llä. Niitä kutsutaan myös "posistereiksi".

Tärkeää! Sähkövastuksen lämpötilakerroin on resistanssin riippuvuus lämpötilasta. Kuvailee kuinka paljon ohmia tai prosenttia nimellisarvosta muuttaa elementin vastusta lämpötilan noustessa 1 celsiusasteella. Esimerkiksi tavallinen vastukset positiivinen TKS (kuumennettaessa johtimien vastus kasvaa).

Termistorit ovat alhaisen lämpötilan (jopa 170 K), keskilämpötilan (170-510 K) ja korkean lämpötilan (900 - 1300 K). Elementin runko voi olla muovia, lasia, metallia tai keraamista.

Termistorien ehdolliset graafiset merkinnät kaaviossa muistuttavat tavallisia vastuksia, ja ainoa ero on, että ne on ylitetty liuskalla ja t-kirjain on merkitty sen viereen.

Muuten, kaikki vastukset on merkitty tällä tavalla, joiden vastus muuttuu ympäristön vaikutuksesta, ja toimivien määrien tyyppi ilmoitetaan kirjaimella, t on lämpötila.

Tärkeimmät ominaisuudet:

• Nimellisvastus 25 celsiusasteessa.
• Suurin virran tai tehon häviö.
• Käyttölämpötila-alue.
• TKS.

Mielenkiintoinen tosiasia: Termistorin keksi vuonna 1930 tutkija Samuel Ruben.

Katsotaanpa tarkemmin miten se toimii ja mihin kukin niistä on tarkoitettu.

NTC

Perustiedot

NTC-termistorien vastus laskee kuumentuessa, niiden TCS on negatiivinen. Resistanssin lämpötilariippuvuus on esitetty alla olevassa kaaviossa.

Täällä voit varmistaa, että kuumennettaessa NTC-termistorin vastus pienenee.

Tällaiset termistorit on valmistettu puolijohteista. Toimintaperiaate on, että lämpötilan noustessa varauskuljettajien konsentraatio kasvaa, elektronit siirtyvät johtamiskaistaan. Puolijohteiden lisäksi käytetään siirtymämetallioksideja.

Huomioi tällainen parametri, kuten beetakerroin.Se otetaan huomioon, kun käytetään termistoria lämpötilan mittaamiseen, resistanssikaavion keskiarvoon lämpötilan suhteen ja laskelmien suorittamiseen mikrokontrollereilla. Beetayhtälö termistorin vastusmuutoksen käyrän lähentämiseksi, jonka näet alla.

Ihmettelen: useimmissa tapauksissa termistoreita käytetään lämpötila-alueella 25-200 celsiusastetta. Vastaavasti niitä voidaan käyttää mittauksiin näillä alueilla, kun taas lämpöparit toimivat 600 asteessa.

Missä käytetään

Negatiivisia TCS-termistoria käytetään usein rajoittamaan sähkömoottoreiden, käynnistysreleiden käynnistysvirroja, suojaamaan litiumparistoja ylikuumenemiselta ja virtalähteissä tulonsuodattimen (kapasitiivisen) latausvirtojen vähentämiseksi.

Yllä oleva kaavio näyttää esimerkin termistorin käytöstä virtalähteessä. Tätä sovellusta kutsutaan suoraksi lämmitykseksi (kun elementti itse lämpenee, kun virta virtaa sen läpi). Virtalähdekortilla NTC-vastus on seuraava.

Alla olevassa kuvassa näet, miltä NTC-termistori näyttää. Se voi vaihdella kooltaan, muodoltaan ja harvemmin väriltään. Yleisimmät ovat vihreä, sininen ja musta.

Sähkömoottorien käynnistysvirran rajoittaminen NTC-termistorin avulla on laajalle levinnyt kodinkoneissa toteutuksen helppouden vuoksi. Tiedetään, että moottoria käynnistettäessä se voi kuluttaa useita kertoja ja kymmeniä kertoja suuremman virran kuin sen nimelliskulutus, etenkin jos moottori käynnistetään tyhjäkäynnillä, mutta kuormitettuna.

Tällaisen järjestelmän toimintaperiaate:

Kun termistori on kylmä, sen vastus on korkea, käynnistämme moottorin ja virtapiiriä rajoittaa termistorin aktiivinen vastus. Vähitellen tämä elementti lämpenee ja sen vastus laskee, ja moottori siirtyy toimintatilaan. Termistori valitaan siten, että kuumassa tilassa vastus on lähellä nollaa. Alla olevassa valokuvassa näet palaneen termistorin Zelmer-lihamyllyn taulussa, jossa tällaista liuosta käytetään.

Tämän rakenteen haittana on, että käynnistettäessä uudelleen, kun termistori ei ole vielä jäähtynyt, virranrajoitusta ei tapahdu.

Termistoria käytetään aivan tutulla amatöörilaitteella hehkulamppujen suojaamiseksi. Seuraava kaavio näyttää mahdollisuuden rajoittaa virran aaltoa, kun tällaiset lamput kytketään päälle.

Jos lämpötilan mittaamiseen käytetään termistoria, tätä toimintatapaa kutsutaan epäsuoraksi lämmitykseksi, ts. Se lämmitetään ulkoisella lämmönlähteellä.

Ihmettelen: termistoreilla ei ole napaisuutta, joten niitä voidaan käyttää sekä tasavirta- että vaihtovirtapiireissä pelkäämättä napaisuuden kääntymistä.

merkki

Termistorit voidaan merkitä sekä aakkosellisella tavalla että ne voivat sisältää värimerkintöjä ympyröinä, renkaina tai raidoina. Samanaikaisesti kirjainten merkitsemistä on monia tapoja - se riippuu valmistajasta ja tietyn elementin tyypistä. Yksi vaihtoehto:

Käytännössä, jos sitä käytetään inrush-virran rajoittamiseen, yleisimmät ovat levytermistorit, jotka on merkitty seuraavasti:

5D-20

Missä ensimmäinen numero osoittaa vastustusta lämpötilassa 25 astetta - 5 ohmia ja “20” - halkaisija, sitä suurempi se on - sitä enemmän voimaa se voi hajottaa. Näet esimerkin tästä alla olevassa kuvassa:

Voit purkaa värimerkinnät alla olevan taulukon avulla.

Merkintävaihtoehtojen runsauden vuoksi voit tehdä virheen dekoodauksessa, joten dekoodauksen tarkkuuden vuoksi on parempi etsiä teknistä dokumentaatiota tietylle komponentille valmistajan verkkosivustolta.

PTC

Perustiedot

Posisteilla, kuten sanottiin, on positiivinen TCS, ts. Niiden vastus kasvaa kuumentuessa. Ne valmistetaan bariumtitanaatin (BaTiO₃). Posistorilla on tällainen lämpötilan ja resistanssin kuvaaja:

Lisäksi sinun on kiinnitettävä huomiota sen virta-jänniteominaisuuteen:

Käyttötapa riippuu posistorin toimintapisteen valinnasta I-V-ominaisuuden suhteen, esimerkiksi:

• Lämpötilan mittaamiseen käytetään lineaarista osaa;
• Alavirta-osaa käytetään releiden käynnistämisessä, aikarele, mitataan sähkömagneettisen säteilyn voimakkuus mikroaaltouunissa, palohälyttimissä ja muissa asioissa.

Alla olevassa videossa kuvataan, mitkä posistorit ovat:

Tarvittaessa

Posistorien laajuus on riittävän laaja. Niitä käytetään pääasiassa laitteiden ja laitteiden suojaamiseen ylikuumenemisen tai ylikuormittaa, harvemmin lämpötilan mittaamiseksi ja myös itsestään vakaavana lämmityselementtinä. Listaa lyhyesti esimerkkejä käytöstä:

1. Moottorin suojaus. Asennettuna jokaisen moottorin käämityksen etuosaan (yksinopeuksiselle kolmivaiheiselle 3, kaksinopeuksiselle 6 jne.), PTC-termistori estää käämin palamisen, jos roottori tukkeutuu tai pakkojäähdytysjärjestelmässä on vika. Kuinka tämä piiri toimii? Posistoria käytetään anturina, joka on kytketty ohjauslaitteeseen käyttöreleillä, käynnistimillä ja kontaktoreilla. Hätätilanteessa sen vastus nousee ja tämä signaali lähetetään ohjausrunkoon, moottori sammutetaan.
2. Suojaa muuntajan käämit ylikuumenemiselta ja (tai) ylikuormitukselta, sitten vastus asennetaan sarjaan ensiökäämin kanssa.
3. Järjestelmä CRT-televisioiden ja monitorien kineskooppien demagnetointiin. Muuten, tämä osa epäonnistuu usein ja joudut käsittelemään tätä tapausta korjauksen aikana, kun taas sulake on viallinen.
4. Lämmityselementti liimapistooleissa. Esimerkiksi imuilman lämmittämiseen tarkoitetuissa autoissa alla olevassa kuvassa on Pierburgin kaasuttimen lämmityskanava XX.

Termistorit ovat laiteryhmä, joka voi muuntaa lämpötilan sähköiseksi signaaliksi, joka luetaan mittaamalla jännitteen pudotus tai virta piirissä, johon se asennetaan. Tai he voivat itse olla sääntelyelin, jos sen parametrit sallivat sen. Näiden laitteiden yksinkertaisuus ja saavutettavuus mahdollistavat niiden käytön laajasti sekä laitteiden ammattimaisessa suunnittelussa että amatööriradioharjoitteluun.

Lopuksi suosittelemme katsomaan videota, jossa kuvataan yksityiskohtaisesti, mikä on termistori, miten se toimii ja missä sitä käytetään:

Et todellakaan tiedä:

• LED-vastuksen online-laskenta
• Kuinka johtimen vastus riippuu lämpötilasta
• Kuinka tehdä lämpötilansäädin itse