Pentru ce sunt termistorii și pentru ce sunt ele?
Dispozitiv și tipuri
Un termistor este un dispozitiv semiconductor a cărui rezistență depinde de temperatura sa. În funcție de tipul de element, rezistența poate crește sau scădea atunci când este încălzită. Există două tipuri de termistori:
- NTC (coeficient negativ de temperatură) - cu un coeficient de rezistență negativ al temperaturii (TCS). Adesea sunt numiți „Termistori”.
- PTC (coeficient de temperatură pozitivă) - cu TKS pozitiv. De asemenea, sunt numiți „Posistori”.
Important! Coeficientul de temperatură al rezistenței electrice este dependența rezistenței de temperatură. Descrie cât de mult Ohm sau procent din valoarea nominală modifică rezistența elementului cu o creștere a temperaturii sale cu 1 grad Celsius. De exemplu, obișnuit rezistențe TKS pozitiv (când este încălzit, rezistența conductoarelor crește).
Termistoarele sunt cu temperaturi joase (până la 170 K), temperaturi medii (170-510K) și temperaturi ridicate (900-1300K). Corpul elementului poate fi din plastic, sticlă, metal sau ceramică.
Desemnarea grafică condiționată a termistorilor din diagramă seamănă cu rezistențe obișnuite și singura diferență este că acestea sunt încrucișate de o bandă și litera este indicată lângă ea.
Apropo, orice rezistențe sunt indicate în acest fel, a căror rezistență se schimbă sub influența mediului, iar tipul de cantități de acțiune este indicat prin litera, t este temperatura.
Caracteristici cheie:
- Rezistență nominală la 25 de grade Celsius.
- Dispunerea maximă a curentului sau a puterii.
- Gama de temperaturi de funcționare.
- TKS.
Fapt interesant: Termistorul a fost inventat în 1930 de savantul Samuel Ruben.
Haideți să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care funcționează și la ce este destinat fiecare.
NTC
Informații de bază
Rezistența termistorilor NTC scade la încălzire, TCS-ul lor este negativ. Dependența de temperatură a rezistenței este prezentată în graficul de mai jos.
Aici vă puteți asigura că la încălzire, rezistența termistorului NTC scade.
Astfel de termistoare sunt fabricate din semiconductori. Principiul acțiunii este că, odată cu creșterea temperaturii, concentrația purtătorilor de încărcare crește, electronii trec în banda de conducere. Pe lângă semiconductori, se folosesc oxizi de metal de tranziție.
Atenție la un astfel de parametru ca un coeficient beta.Se ia în considerare atunci când se utilizează un termistor pentru a măsura temperatura, pentru a medie graficul de rezistență față de temperatură și pentru a efectua calcule folosind microcontrolere. Ecuația beta pentru aproximarea curbei schimbării de rezistență a termistorului pe care îl vedeți mai jos.
I mirare: în majoritatea cazurilor, termistorii sunt folosiți în intervalul de temperatură de 25-200 de grade Celsius. În consecință, acestea pot fi utilizate pentru măsurători în aceste intervale, în timp ce termopupele funcționează la 600 de grade Celsius.
Unde este folosit
Termistorii TCS negativi sunt adesea folosiți pentru a limita curenții de pornire ai motoarelor electrice, releelor de pornire, pentru a proteja bateriile cu litiu de supraîncălzire și pentru alimentarea cu energie pentru a reduce curenții de încărcare ai filtrului de intrare (capacitiv).
Diagrama de mai sus arată un exemplu de utilizare a unui termistor la o sursă de alimentare. Această aplicație se numește încălzire directă (când elementul în sine se încălzește când curentul curge prin ea). Pe placa de alimentare, rezistorul NTC este după cum urmează.
În figura de mai jos, vedeți cum arată termistorul NTC. Poate diferi ca mărime, formă și mai rar în culori, cele mai frecvente sunt verde, albastru și negru.
Limitarea curentului de pornire al motoarelor electrice cu ajutorul unui termistor NTC este larg răspândită în aparatele de uz casnic datorită ușurinței de punere în aplicare. Se știe că la pornirea motorului, acesta poate consuma curent de multe ori și de zeci de ori mai mare decât consumul nominal, mai ales dacă motorul este pornit nu sub sarcină, ci sub sarcină.
Principiul funcționării unei astfel de scheme:
Când termistorul este rece, rezistența sa este ridicată, pornim motorul, iar curentul în circuit este limitat de rezistența activă a termistorului. Treptat, acest element se încălzește și rezistența lui scade, iar motorul intră în modul de operare. Termistorul este selectat astfel încât, în stare fierbinte, rezistența să fie aproape de zero. În fotografia de mai jos, vedeți un termistor ars pe placa mașinii de tocat carne Zelmer, unde se folosește o astfel de soluție.
Dezavantajul acestui design este că la repornire, când termistorul nu s-a răcit încă, nu are loc limitarea curentului.
Există o utilizare destul de familiară a unui termistor pentru a proteja lămpile cu incandescență. Diagrama de mai jos arată opțiunea de limitare a tensiunii actuale la pornirea acestor lampi.
Dacă un termistor este utilizat pentru măsurarea temperaturii, acest mod de funcționare se numește încălzire indirectă, adică. Este încălzit de o sursă externă de căldură.
I mirare: termistorii nu au polaritate, astfel încât pot fi folosiți atât în circuite de curent continuu, cât și de curent alternativ, fără teamă de inversarea polarității.
marcare
Termistorii pot fi marcați atât în mod alfabetic și conțin marcaje de culoare sub formă de cercuri, inele sau dungi. În același timp, există multe modalități de marcare a scrisorilor - depinde de producător și de tipul de element specific. O opțiune:
În practică, dacă este utilizat pentru a limita curentul de intrare, cele mai frecvente sunt termistorii pe disc, care sunt notate după cum urmează:
5D-20
În cazul în care prima cifră indică rezistență la 25 de grade Celsius - 5 ohmi și „20” - diametrul, cu cât este mai mare - cu atât mai multă putere se poate disipa. În figura de mai jos vedeți un exemplu în acest sens:
Pentru a descifra marcajul de culoare, puteți utiliza tabelul de mai jos.
Datorită abundenței de opțiuni de marcare, puteți greși în decodare, prin urmare, pentru precizia de decriptare, este mai bine să căutați documentația tehnică pentru o componentă specifică pe site-ul producătorului.
PTC
Informații de bază
Posistorii, cum s-a spus, au un TCS pozitiv, adică rezistența lor crește odată cu încălzirea. Sunt fabricate pe baza de titanat de bariu (BaTiO)3). Posistorul are un astfel de grafic de temperatură și rezistență:
În plus, trebuie să acordați atenție caracteristicii sale de tensiune curentă:
Modul de funcționare depinde de alegerea punctului de operare al pozistorului pe caracteristica I-V, de exemplu:
- O secțiune liniară este utilizată pentru a măsura temperatura;
- Secțiunea din aval este folosită în releele de pornire, releu de timp, măsurând puterea radiațiilor electromagnetice la microunde, alarmă de incendiu și alte lucruri.
Clipul de mai jos descrie care sunt pozistorii:
Dacă este cazul
Domeniul de aplicare al pozistorilor este suficient de larg. Sunt utilizate în principal în schemele de protecție pentru echipamente și dispozitive împotriva supraîncălzirii sau suprasarcină, mai rar pentru măsurarea temperaturii și, de asemenea, ca element de încălzire autostabilizant. Enumerați pe scurt exemple de utilizare:
- Protecția motorului. Instalat în partea frontală a fiecărei înfășurări a motorului (pentru o trifază monofazată 3, pentru două viteze 6 etc.), termistorul PTC împiedică arderea înfășurării în caz de blocare a rotorului sau în caz de avarie a sistemului de răcire forțată. Cum funcționează acest circuit? Posistorul este utilizat ca un senzor conectat la un dispozitiv de control cu relee de acționare, startere și contactoare. În caz de urgență, rezistența acestuia crește și acest semnal este transmis organului de conducere, motorul este oprit.
- Protejați înfășurările transformatorului de supraîncălzire și (sau) supraîncărcare, apoi rezistorul este instalat în serie cu înfășurarea primară.
- Sistem de demagnetizare a kinescopilor pentru televizoare și monitoare CRT. Apropo, această parte eșuează adesea și trebuie să faceți față acestui caz în timpul reparației, în timp ce defectarea siguranței este caracteristică.
- Element de încălzire în arme cu clei. În mașinile pentru încălzirea tubului de admisie, de exemplu, fotografia de mai jos arată canalul de încălzire XX al carburatorului Pierburg.
Termistorii sunt un grup de dispozitive care pot converti temperatura într-un semnal electric, care este citit prin măsurarea căderii de tensiune sau a curentului din circuitul unde este instalată. Sau ei înșiși pot fi un organism de reglementare, dacă parametrii săi o permit. Simplitatea și accesibilitatea acestor dispozitive le permite să fie utilizate pe scară largă atât pentru proiectarea profesională a dispozitivelor, cât și pentru practica radio amator.
În sfârșit, vă recomandăm să vizionați un videoclip pe care este descris în detaliu ce este un termistor, cum funcționează și unde este utilizat:
Cu siguranță nu știți:
Se încarcă ...
