O que são termistores e para que servem?
Dispositivo e tipos
Um termistor é um dispositivo semicondutor cuja resistência depende de sua temperatura. Dependendo do tipo de elemento, a resistência pode aumentar ou diminuir quando aquecida. Existem dois tipos de termistores:
- NTC (Negative Temperature Coefficient) - com um coeficiente de temperatura negativo de resistência (TCS). Muitas vezes, eles são chamados de "termistores".
- PTC (Coeficiente Positivo de Temperatura) - com TKS positivo. Eles também são chamados de "Posistores".
Importante! O coeficiente de temperatura da resistência elétrica é a dependência da resistência à temperatura. Descreve quanto Ohm ou porcentagem do valor nominal altera a resistência do elemento com um aumento de sua temperatura em 1 grau Celsius. Por exemplo, comum resistores TKS positivo (quando aquecido, a resistência dos condutores aumenta).
Os termistores são de baixa temperatura (até 170K), temperatura média (170-510K) e alta temperatura (900-1300K). O corpo do elemento pode ser feito de plástico, vidro, metal ou cerâmica.
A designação gráfica condicional dos termistores no diagrama se assemelha aos resistores comuns, e a única diferença é que eles são riscados por uma tira e a letra t é indicada ao lado.
A propósito, quaisquer resistores são indicados dessa maneira, cuja resistência muda sob a influência do ambiente e o tipo de grandezas atuantes é indicado pela letra, t é a temperatura.
Características principais:
- Resistência nominal a 25 graus Celsius.
- Corrente máxima ou dissipação de energia.
- A faixa de temperaturas operacionais.
- Tks.
Fato interessante: O termistor foi inventado em 1930 pelo cientista Samuel Ruben.
Vamos dar uma olhada em como funciona e para que servem cada um deles.
NTC
Informação básica
A resistência dos termistores NTC diminui quando aquecidos, seu TCS é negativo. A dependência da temperatura da resistência é mostrada no gráfico abaixo.
Aqui você pode garantir que, durante o aquecimento, a resistência do termistor NTC diminua.
Esses termistores são feitos de semicondutores. O princípio de operação é que, com o aumento da temperatura, a concentração de portadores de carga aumenta, os elétrons passam para a banda de condução. Além dos semicondutores, são utilizados óxidos de metais de transição.
Preste atenção a um parâmetro como um coeficiente beta.Isso é levado em consideração ao usar um termistor para medir a temperatura, calcular a média do gráfico de resistência versus temperatura e realizar cálculos usando microcontroladores. A equação beta para aproximar a curva da mudança de resistência do termistor que você vê abaixo.
Interessante: na maioria dos casos, os termistores são usados na faixa de temperatura de 25-200 graus Celsius. Assim, eles podem ser usados para medições nessas faixas, enquanto os termopares operam a 600 graus Celsius.
Onde é usado
Termistores TCS negativos são frequentemente usados para limitar as correntes de partida de motores elétricos, relés de partida, para proteger as baterias de lítio contra superaquecimento e em fontes de alimentação para reduzir as correntes de carga do filtro de entrada (capacitivo).
O diagrama acima mostra um exemplo de uso de um termistor em uma fonte de alimentação. Essa aplicação é chamada aquecimento direto (quando o próprio elemento aquece quando a corrente flui através dele). Na placa da fonte de alimentação, o resistor NTC é o seguinte.
Na figura abaixo, você vê como é o termistor NTC. Pode diferir em tamanho, forma e, com menos frequência, as mais comuns são verde, azul e preto.
A limitação da corrente de partida de motores elétricos com a ajuda de um termistor NTC é generalizada em eletrodomésticos devido à facilidade de implementação. Sabe-se que, ao dar partida no motor, ele pode consumir corrente muitas vezes e dezenas de vezes superior ao seu consumo nominal, especialmente se o motor for iniciado não com carga, mas com carga.
O princípio de funcionamento de tal regime:
Quando o termistor está frio, sua resistência é alta, ligamos o motor e a corrente no circuito é limitada pela resistência ativa do termistor. Gradualmente, esse elemento aquece e sua resistência diminui, e o motor entra no modo de operação. O termistor é selecionado para que, no estado quente, a resistência seja próxima de zero. Na foto abaixo, você vê um termistor queimado na placa do moedor de carne Zelmer, onde essa solução é usada.
A desvantagem desse projeto é que, ao reiniciar, quando o termistor ainda não esfriou, a limitação de corrente não ocorre.
Existe um uso amador não muito familiar de um termistor para proteger lâmpadas incandescentes. O diagrama abaixo mostra a opção de limitar o aumento de corrente quando essas lâmpadas são acesas.
Se um termistor é usado para medir a temperatura, esse modo de operação é chamado de aquecimento indireto, ou seja, É aquecido por uma fonte de calor externa.
Interessante: Os termistores não possuem polaridade, portanto, podem ser usados nos circuitos CC e CA sem medo de inversão de polaridade.
Marcação
Os termistores podem ser marcados de maneira alfabética e conter marcações de cores na forma de círculos, anéis ou listras. Nesse caso, existem muitas maneiras de marcar letras - isso depende do fabricante e do tipo de elemento específico. Uma opção:
Na prática, se for usado para limitar a corrente de energização, os mais comuns são os termistores de disco, marcados da seguinte forma:
5D-20
Onde o primeiro dígito indica resistência a 25 graus Celsius - 5 Ohms e "20" - quanto maior o diâmetro, maior o poder - ele pode dissipar. Você vê um exemplo disso na figura abaixo:
Para decifrar a marcação de cores, você pode usar a tabela abaixo.
Devido à abundância de opções de marcação, você pode cometer um erro na decodificação, portanto, para precisão na decodificação, é melhor procurar documentação técnica para um componente específico no site do fabricante.
PTC
Informação básica
Os posistores, como foi dito, têm um TCS positivo, ou seja, sua resistência aumenta com o aquecimento. Eles são feitos com base em titanato de bário (BaTiO3) O posistor possui um gráfico de temperatura e resistência:
Além disso, você precisa prestar atenção à sua característica de tensão de corrente:
O modo de operação depende da escolha do ponto de operação do posistor na característica I-V, por exemplo:
- Uma seção linear é usada para medir a temperatura;
- A seção a jusante é usada na partida dos relés, relé de tempo, medindo o poder da radiação eletromagnética no microondas, alarme de incêndio e outras coisas.
O vídeo abaixo descreve o que são os posistores:
Onde aplicável
O escopo dos posistores é amplo o suficiente. Eles são usados principalmente em esquemas de proteção de equipamentos e dispositivos contra superaquecimento ou sobrecarga, menos frequentemente para medição de temperatura e também como um elemento de aquecimento auto-estabilizador. Liste brevemente exemplos de uso:
- Proteção do motor. Instalado na parte frontal de cada enrolamento do motor (para monofásica 3 trifásica, para duas velocidades 6, etc.), o termistor PTC evita que o enrolamento se queime em caso de obstrução do rotor ou em caso de falha do sistema de refrigeração forçada. Como esse circuito funciona? O posistor é usado como um sensor conectado a um dispositivo de controle com relés, acionadores de partida e contatores de atuação. Em caso de emergência, sua resistência aumenta e esse sinal é transmitido ao corpo diretivo, o motor é desligado.
- Proteja os enrolamentos do transformador de superaquecimento e (ou) sobrecarga, para que o posistor seja instalado em série com o enrolamento primário.
- Sistema para desmagnetização de cinescópios para televisores e monitores CRT. A propósito, essa peça geralmente falha e você precisa lidar com esse caso durante o reparo, enquanto a falha do fusível é característica.
- Elemento de aquecimento em pistolas de cola. Nos carros para aquecimento do tubo de admissão, por exemplo, a foto abaixo mostra o canal de aquecimento XX do carburador Pierburg.
Os termistores são um grupo de dispositivos que podem converter a temperatura em um sinal elétrico, que é lido medindo a queda de tensão ou a corrente no circuito em que está instalado. Ou eles mesmos podem ser um órgão regulador, se seus parâmetros permitirem. A simplicidade e acessibilidade desses dispositivos permitem que sejam amplamente utilizados tanto no design profissional de dispositivos quanto na prática de rádio amador.
Por fim, recomendamos assistir a um vídeo que detalha o que é um termistor, como ele funciona e onde é usado:
Certamente você não sabe:
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