Termistorius: įrenginys, veikimo principas, paskirtis, tipai

Remontuojant buitinę techniką tenka susidurti su įvairiausiomis dalimis ir komponentais. Dažnai pradedantieji nežino, kas yra termistorius ir kas jie yra. Tai puslaidininkiniai komponentai, kurių varža kinta priklausomai nuo temperatūros. Dėl šių savybių jie rado platų pritaikymo spektrą. Pradedant termometrais, baigiant įsijungimo srovės ribotuvais. Šiame straipsnyje paprastais žodžiais atsakysime į visus jūsų klausimus.

Įrenginys ir tipai

Termistorius yra puslaidininkinis įtaisas, kurio varža priklauso nuo jo temperatūros. Priklausomai nuo elemento tipo, kaitinant varža gali padidėti arba kristi. Yra dviejų tipų termistoriai:

• NTC (Neigiamas temperatūros koeficientas) – su neigiamu atsparumo temperatūros koeficientu (TCR). Jie dažnai vadinami "termistoriais".
• PTC (teigiamas temperatūros koeficientas) – su teigiamu TCS. Jie taip pat vadinami „Posistoriais“.

Svarbu! Elektrinės varžos temperatūros koeficientas yra varžos ir temperatūros santykis. Apibūdina, kiek omų ar procentų nuo vardinės vertės keičia elemento varža, kai jo temperatūra pakyla 1 laipsniu Celsijaus. Pavyzdžiui, įprastas

rezistoriai teigiamas TCS (kai šildomas, padidėja laidininkų varža).

Termistoriai yra žemos temperatūros (iki 170K), vidutinės temperatūros (170-510K) ir aukštos temperatūros (900-1300K). Ląstelės korpusas gali būti pagamintas iš plastiko, stiklo, metalo arba keramikos.

Įprastas grafinis termistorių žymėjimas diagramoje primena paprastus rezistorius, o skirtumas tik tas, kad jie yra perbraukti juostele, o šalia pažymėta raidė t.

Beje, taip žymimi bet kokie rezistoriai, kurių varža kinta veikiant aplinkai, o įtakojančių dydžių tipas nurodomas raide, t – temperatūra.

Pagrindinės charakteristikos:

• Vardinis atsparumas 25 laipsnių Celsijaus temperatūroje.
• Didžiausia srovės arba galios išsklaidymas.
• Darbo temperatūros diapazonas.
• TCS.

Įdomus faktas: Termistorių 1930 metais išrado mokslininkas Samuelis Rubenas.

Pažvelkime atidžiau, kaip kiekvienas iš jų yra išdėstytas ir kam jis skirtas.

NTC

Pagrindinė informacija

NTC termistorių varža kaitinant mažėja, jų TCR yra neigiamas. Atsparumas, palyginti su temperatūra, parodytas toliau pateiktoje diagramoje.

Čia galite įsitikinti, kad įšilus NTC termistoriaus varža mažėja.

Šie termistoriai yra pagaminti iš puslaidininkių. Veikimo principas toks, kad kylant temperatūrai didėja krūvininkų koncentracija, elektronai pereina į laidumo juostą. Be puslaidininkių, naudojami pereinamųjų metalų oksidai.

Atkreipkite dėmesį į tokį parametrą kaip beta koeficientas. Į jį atsižvelgiama naudojant termistorių temperatūrai matuoti, varžos ir temperatūros grafiko vidurkiui apskaičiuoti ir naudojant mikrovaldiklius. Beta lygtis, skirta apytiksliai apskaičiuoti termistoriaus varžos kreivę, parodyta žemiau.

Įdomus: daugeliu atvejų termistoriai naudojami 25-200 laipsnių Celsijaus temperatūros diapazone. Atitinkamai, jie gali būti naudojami matavimams šiuose diapazonuose, o termoporos veikia 600 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Kur naudojamas

NTC termistoriai dažnai naudojami apriboti elektros variklių, paleidimo relių paleidimo sroves apsauga nuo perkaitimo ličio baterijose ir maitinimo šaltiniuose, siekiant sumažinti įvesties filtro įkrovimo sroves (talpinis).

Aukščiau pateiktoje diagramoje parodytas termistoriaus naudojimo maitinimo šaltinyje pavyzdys. Ši programa vadinama tiesioginiu šildymu (kai elementas įkaista savaime, kai juo teka srovė). Maitinimo plokštėje NTC rezistorius atrodo taip.

Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip atrodo NTC termistorius. Jis gali skirtis dydžiu, forma, rečiau spalva, dažniausiai žalia, mėlyna ir juoda.

Elektrinių variklių paleidimo srovės ribojimas naudojant NTC termistorių tapo plačiai paplitęs buitiniuose prietaisuose dėl jo įgyvendinimo paprastumo. Yra žinoma, kad užvedant variklį jis gali sunaudoti kelis kartus ir dešimtis kartų didesnę srovę nei nominalus suvartojimas, ypač jei variklis užvestas ne tuščiąja eiga, o esant apkrovai.

Tokios schemos veikimo principas:

Kai termistorius šaltas, jo varža didelė, įjungiame variklį ir srovę grandinėje riboja aktyvioji termistoriaus varža. Palaipsniui šis elementas įkaista ir krenta jo pasipriešinimas, o variklis pereina į darbo režimą. Termistorius parenkamas taip, kad karštoje būsenoje varža būtų artima nuliui. Žemiau esančioje nuotraukoje matote perdegusį termistorių ant Zelmer mėsmalės plokštės, kurioje naudojamas šis tirpalas.

Šios konstrukcijos trūkumas yra tas, kad paleidžiant iš naujo, kai termistorius vis dar karštas, srovės ribojimas neįvyksta.

Kaitrinėms lempoms apsaugoti nėra įprastas mėgėjiškas termistorius. Žemiau esančioje diagramoje parodytas srovės viršįtampio ribojimo variantas, kai įjungiamos tokios lemputės.

Jei temperatūrai matuoti naudojamas termistorius, toks veikimo būdas vadinamas netiesioginiu šildymu, t.y. jis šildomas išoriniu šilumos šaltiniu.

Įdomus: termistoriai neturi poliškumo, todėl juos galima naudoti tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės grandinėse, nebijant poliškumo pasikeitimo.

Žymėjimas

Termistoriai gali būti žymimi tiek raidėmis, tiek spalvomis apskritimų, žiedų ar juostelių pavidalu. Tuo pačiu išskiriama daug raidžių žymėjimo būdų – tai priklauso nuo gamintojo ir konkretaus elemento tipo. Vienas iš variantų:

Praktiškai, jei jis naudojamas apriboti įsijungimo srovę, dažniausiai randami diskiniai termistoriai, kurie žymimi taip:

5D-20

Kur pirmasis skaičius reiškia pasipriešinimą esant 25 laipsnių Celsijaus – 5 omai, o „20“ yra skersmuo, kuo jis didesnis, tuo daugiau galios jis gali išsklaidyti. To pavyzdį matote žemiau esančiame paveikslėlyje:

Norėdami iššifruoti spalvų kodą, galite naudoti toliau pateiktą lentelę.

Dėl ženklinimo galimybių gausos dekoduodami galite suklysti, todėl dėl dekodavimo tikslumo verčiau paieškoti konkretaus komponento techninės dokumentacijos gamintojo svetainėje.

PTC

Pagrindinė informacija

Pozistoriai, kaip minėta, turi teigiamą TCR, tai yra, jų varža didėja kaitinant. Jie pagaminti iš bario titanato (BaTiO₃). Pozistorius turi tokį temperatūros ir varžos grafiką:

Be to, reikia atkreipti dėmesį į jo srovės įtampos charakteristiką:

Darbo režimas priklauso nuo pozistoriaus veikimo taško pasirinkimo pagal I - V charakteristiką, pavyzdžiui:

• Linijinė sekcija naudojama temperatūrai matuoti;
• Nusileidžianti sekcija naudojama paleidimo estafetėse, laiko estafetė, matuojant EMP galią mikrobangų krosnelėje, gaisro signalizaciją ir kitus dalykus.

Toliau pateiktame vaizdo įraše aprašoma, kas yra posistoriai:

Kur taikoma

Pozistorių taikymo sritis yra pakankamai plati. Jie daugiausia naudojami grandinėse, siekiant apsaugoti įrangą ir prietaisus nuo perkaitimo arba perkrova, rečiau temperatūros matavimui, taip pat kaip automatiškai stabilizuojantis kaitinimo elementas. Trumpai išvardinkime naudojimo pavyzdžius:

1. Elektros variklių apsauga. Įrengtas kiekvienos elektros variklio apvijos priekinėje dalyje (vieno greičio trifazis 3, dviejų greičių 6 ir kt.), PTC termistorius apsaugo nuo apvijos perdegimo užstrigus rotoriui arba sugedus priverstiniam aušinimas. Kaip ši schema veikia? Pozistorius naudojamas kaip jutiklis, prijungtas prie valdymo įrenginio su vykdomosiomis relėmis, starteriais ir kontaktoriais. Susidarius neįprastai situacijai jo pasipriešinimas didėja ir šis signalas perduodamas valdymo korpusui, išjungiamas variklis.
2. Norint apsaugoti transformatoriaus apvijas nuo perkaitimo ir (ar) perkrovos, PTC termistorius montuojamas nuosekliai su pirmine apvija.
3. CRT televizorių ir monitorių išmagnetinimo sistema. Beje, ši dalis dažnai sugenda ir su šiuo atveju tenka susidurti remonto metu, kol sugenda saugiklis.
4. Šildymo elementas klijų pistoletuose. Pavyzdžiui, automobiliuose, skirtuose šildyti įsiurbimo kanalą, toliau esančioje nuotraukoje parodytas Pierburg karbiuratoriaus XX kanalo šildytuvas.

Termistoriai yra prietaisų grupė, galinti paversti temperatūrą elektriniu signalu, kuris nuskaitomas matuojant įtampos kritimą arba srovę grandinėje, kurioje jis sumontuotas. Arba jie patys gali būti reguliavimo institucija, jei tai leidžia jos parametrai. Šių prietaisų paprastumas ir prieinamumas leidžia juos plačiai naudoti tiek profesionaliam prietaisų projektavimui, tiek radijo mėgėjų praktikai.

Galiausiai rekomenduojame žiūrėti vaizdo įrašą, kuriame išsamiai paaiškinama, kas yra termistorius, kaip jis veikia ir kur jis naudojamas:

Jūs tikriausiai nežinote:

• Internetinis LED rezistorių skaičiavimas
• Kaip laidininko varža priklauso nuo temperatūros?
• Kaip savo rankomis pasidaryti termostatą