Cosa sono i termistori e a cosa servono?

Dispositivo e tipi

Un termistore è un dispositivo a semiconduttore la cui resistenza dipende dalla sua temperatura. A seconda del tipo di elemento, la resistenza può aumentare o diminuire se riscaldata. Esistono due tipi di termistori:

• NTC (coefficiente di temperatura negativo) - con un coefficiente di temperatura negativo di resistenza (TCS). Spesso sono chiamati "termistori".
• PTC (coefficiente di temperatura positivo) - con TKS positivo. Sono anche chiamati "Posistors".

! importante Il coefficiente di temperatura della resistenza elettrica è la dipendenza della resistenza dalla temperatura. Descrive la quantità di Ohm o percentuale del valore nominale che modifica la resistenza dell'elemento con un aumento della sua temperatura di 1 grado Celsius. Ad esempio, ordinario resistenze TKS positivo (quando riscaldato, la resistenza dei conduttori aumenta).

I termistori sono a bassa temperatura (fino a 170 K), a media temperatura (170-510 K) e ad alta temperatura (900-1300 K). Il corpo dell'elemento può essere in plastica, vetro, metallo o ceramica.

La designazione grafica condizionale dei termistori nel diagramma ricorda i normali resistori e l'unica differenza è che sono barrati da una striscia e la lettera t è indicata accanto ad essa.

A proposito, qualsiasi resistore è indicato in questo modo, la cui resistenza cambia sotto l'influenza dell'ambiente e il tipo di quantità agenti è indicato dalla lettera, t è la temperatura.

Caratteristiche principali:

• Resistenza nominale a 25 gradi Celsius.
• Dissipazione massima di corrente o potenza.
• La gamma di temperature operative.
• TKS.

Fatto interessante: Il termistore fu inventato nel 1930 dallo scienziato Samuel Ruben.

Diamo un'occhiata più da vicino a come funziona ea cosa serve ciascuno di essi.

NTC

Informazioni di base

La resistenza dei termistori NTC diminuisce quando riscaldata, il loro TCS è negativo. La dipendenza dalla temperatura della resistenza è mostrata nel grafico seguente.

Qui puoi assicurarti che durante il riscaldamento, la resistenza del termistore NTC diminuisca.

Tali termistori sono fatti di semiconduttori. Il principio di funzionamento è che all'aumentare della temperatura aumenta la concentrazione dei portatori di carica, gli elettroni passano nella banda di conduzione. Oltre ai semiconduttori, vengono utilizzati ossidi di metalli di transizione.

Prestare attenzione a un parametro come un coefficiente beta.Viene preso in considerazione quando si utilizza un termistore per misurare la temperatura, per mediare il grafico della resistenza rispetto alla temperatura ed eseguire calcoli mediante microcontrollori. L'equazione beta per l'approssimazione della curva della variazione di resistenza del termistore che vedi di seguito.

meraviglia I: nella maggior parte dei casi, i termistori vengono utilizzati nell'intervallo di temperatura di 25-200 gradi Celsius. Di conseguenza, possono essere utilizzati per misurazioni in questi intervalli, mentre le termocoppie funzionano a 600 gradi Celsius.

Dove viene utilizzato

I termistori TCS negativi vengono spesso utilizzati per limitare le correnti di avviamento dei motori elettrici, i relè di avviamento, per proteggere le batterie al litio dal surriscaldamento e negli alimentatori per ridurre le correnti di carica del filtro di ingresso (capacitivo).

Lo schema sopra mostra un esempio di utilizzo di un termistore in un alimentatore. Questa applicazione è chiamata riscaldamento diretto (quando l'elemento stesso si riscalda quando la corrente scorre attraverso di esso). Sulla scheda di alimentazione, la resistenza NTC è la seguente.

Nella figura seguente, vedi come appare il termistore NTC. Può differire per dimensioni, forma e meno spesso per colore, i più comuni sono verde, blu e nero.

La limitazione della corrente di avviamento dei motori elettrici con l'aiuto di un termistore NTC è molto diffusa negli elettrodomestici a causa della facilità di implementazione. È noto che quando si avvia il motore, può consumare corrente molte volte e decine di volte superiore al consumo nominale, soprattutto se il motore viene avviato non a regime minimo, ma sotto carico.

Il principio di funzionamento di un tale regime:

Quando il termistore è freddo, la sua resistenza è alta, accendiamo il motore e la corrente nel circuito è limitata dalla resistenza attiva del termistore. A poco a poco, questo elemento si riscalda e la sua resistenza cala, e il motore entra in modalità operativa. Il termistore è selezionato in modo tale che allo stato caldo la resistenza sia prossima allo zero. Nella foto sotto, vedi un termistore bruciato sulla scheda del tritacarne Zelmer, dove viene utilizzata una tale soluzione.

Lo svantaggio di questo design è che al riavvio, quando il termistore non si è ancora raffreddato, non si verificano limitazioni di corrente.

C'è un uso amatoriale non abbastanza familiare di un termistore per proteggere le lampade a incandescenza. Lo schema seguente mostra l'opzione di limitare il picco di corrente quando tali lampade sono accese.

Se si utilizza un termistore per misurare la temperatura, questa modalità di funzionamento è denominata riscaldamento indiretto, ovvero È riscaldato da una fonte di calore esterna.

meraviglia I: i termistori non hanno polarità, quindi possono essere utilizzati sia nei circuiti CC che CA senza temere l'inversione di polarità.

marcatura

I termistori possono essere contrassegnati sia in modo alfabetico sia contenere segni di colore sotto forma di cerchi, anelli o strisce. Allo stesso tempo, ci sono molti modi per contrassegnare le lettere: dipende dal produttore e dal tipo di elemento specifico. Un'opzione:

In pratica, se viene utilizzato per limitare la corrente di spunto, i più comuni sono i termistori a disco, che sono contrassegnati come segue:

5D-20

Laddove la prima cifra indica la resistenza a 25 gradi Celsius - 5 Ohm e "20" - il diametro, più è grande - più potenza può dissipare. Vedi un esempio di questo nella figura seguente:

Per decifrare la marcatura a colori, è possibile utilizzare la tabella seguente.

A causa dell'abbondanza di opzioni di marcatura, è possibile commettere un errore nella decodifica, quindi, per l'accuratezza della decodifica, è meglio cercare la documentazione tecnica per un componente specifico sul sito Web del produttore.

PTC

Informazioni di base

I posistori, come è stato detto, hanno un TCS positivo, cioè la loro resistenza aumenta con il riscaldamento. Sono realizzati sulla base del titanato di bario (BaTiO₃). Il posistor ha un tale grafico di temperatura e resistenza:

Inoltre, è necessario prestare attenzione alla sua caratteristica corrente-tensione:

La modalità operativa dipende dalla scelta del punto operativo del posistor sulla caratteristica I-V, ad esempio:

• Una sezione lineare viene utilizzata per misurare la temperatura;
• La sezione a valle viene utilizzata nei relè di avvio, relè di tempo, misurando la potenza della radiazione elettromagnetica su microonde, allarme antincendio e altre cose.

Il video seguente descrive quali sono i posistori:

Ove applicabile

La portata dei posistori è abbastanza ampia. Sono utilizzati principalmente negli schemi di protezione di apparecchiature e dispositivi dal surriscaldamento o sovraccarico, meno spesso per la misurazione della temperatura, e anche come elemento riscaldante auto-stabilizzante. Elenca brevemente esempi di utilizzo:

1. Protezione del motore. Installato nella parte frontale di ciascun avvolgimento del motore (per monofase trifase 3, per due velocità 6, ecc.), Il termistore PTC impedisce che l'avvolgimento si bruci in caso di inceppamento del rotore o in caso di avaria del sistema di raffreddamento forzato. Come funziona questo circuito? Il posistor viene utilizzato come sensore collegato a un dispositivo di controllo con relè di azionamento, avviatori e contattori. In caso di emergenza, la sua resistenza aumenta e questo segnale viene trasmesso al corpo direttivo, il motore viene spento.
2. Proteggere gli avvolgimenti del trasformatore dal surriscaldamento e (o) dal sovraccarico, quindi il resistore viene installato in serie con l'avvolgimento primario.
3. Sistema per la smagnetizzazione di cinescopi per televisori e monitor CRT. A proposito, questa parte spesso fallisce e devi affrontare questo caso durante la riparazione, mentre il guasto del fusibile è caratteristico.
4. Elemento riscaldante in pistole per colla. Nelle auto per il riscaldamento del tratto di aspirazione, ad esempio, la foto sotto mostra il canale di riscaldamento XX del carburatore Pierburg.

I termistori sono un gruppo di dispositivi in ​​grado di convertire la temperatura in un segnale elettrico, che viene letto misurando la caduta di tensione o la corrente nel circuito in cui è installato. Oppure essi stessi possono essere un organo di regolamentazione, se i suoi parametri lo consentono. La semplicità e l'accessibilità di questi dispositivi consente loro di essere ampiamente utilizzati sia per la progettazione professionale di dispositivi che per la pratica radioamatoriale.

Infine, ti consigliamo di guardare un video in cui è descritto in dettaglio cos'è un termistore, come funziona e dove viene utilizzato:

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