Termistor: seade, tööpõhimõte, eesmärk, tüübid

Kodumasinaid parandades tuleb tegeleda väga erinevate osade ja komponentidega. Sageli ei tea algajad, mis on termistor ja mis see on. Need on pooljuhtkomponendid, mille takistus muutub temperatuuriga. Nende omaduste tõttu on need leidnud laia valikut rakendusi. Alustades termomeetritest, lõpetades sisselülitusvoolu piirajatega. Selles artiklis vastame kõigile teie küsimustele lihtsate sõnadega.

Seade ja tüübid

Termistor on pooljuhtseade, mille takistus sõltub selle temperatuurist. Sõltuvalt elemendi tüübist võib takistus kuumutamisel tõusta või langeda. Termistoreid on kahte tüüpi:

• NTC (negatiivne temperatuurikoefitsient) - negatiivse takistuse temperatuurikoefitsiendiga (TCR). Neid nimetatakse sageli "termistoriteks".
• PTC (positiivne temperatuurikoefitsient) - positiivse TCS-iga. Neid nimetatakse ka "Posistoriteks".

Tähtis! Elektritakistuse temperatuuritegur on takistuse ja temperatuuri suhe. Kirjeldab, mitme oomi või protsendi võrra nimiväärtusest muutub elemendi takistus, kui selle temperatuur tõuseb 1 kraadi Celsiuse järgi. Näiteks tavaline

takistid positiivne TCS (kuumutamisel suureneb juhtide takistus).

Termistorid on madala temperatuuriga (kuni 170 K), keskmise temperatuuriga (170-510 K) ja kõrge temperatuuriga (900-1300 K). Raku korpus võib olla plastikust, klaasist, metallist või keraamikast.

Termistorite tavapärane graafiline tähistus diagrammil meenutab tavalisi takisteid ja ainus erinevus on see, et need on triibuga läbi kriipsutatud ja selle kõrval on tähistatud täht t.

Muide, nii tähistatakse mistahes takisteid, mille takistus keskkonna mõjul muutub ja mõjutavate suuruste tüüp on tähistatud tähega, t on temperatuur.

Peamised omadused:

• Nimitakistus temperatuuril 25 kraadi Celsiuse järgi.
• Maksimaalne voolu- või võimsuse hajumine.
• Töötemperatuuri vahemik.
• TCS.

Huvitav fakt: Termistori leiutas 1930. aastal teadlane Samuel Ruben.

Vaatame lähemalt, kuidas igaüks neist on paigutatud ja milleks see on.

NTC

Põhiandmed

NTC termistoride takistus kuumutamisel väheneb, nende TCR on negatiivne. Vastupidavus temperatuuri suhtes on näidatud alloleval graafikul.

Siin saate veenduda, et NTC termistori takistus kuumenemisel väheneb.

Need termistorid on valmistatud pooljuhtidest. Toimimispõhimõte seisneb selles, et temperatuuri tõustes laengukandjate kontsentratsioon suureneb, elektronid lähevad juhtivusriba. Lisaks pooljuhtidele kasutatakse siirdemetallide oksiide.

Pöörake tähelepanu sellisele parameetrile nagu beetakoefitsient. Seda võetakse arvesse termistori kasutamisel temperatuuri mõõtmiseks, takistuse ja temperatuuri graafiku keskmistamisel ja mikrokontrollerite abil arvutamisel. Allpool on näidatud beetavõrrand termistori takistuskõvera lähendamiseks.

Huvitav: enamasti kasutatakse termistore temperatuurivahemikus 25-200 kraadi Celsiuse järgi. Seega saab neid kasutada nendes vahemikes mõõtmiseks, samas kui termopaarid töötavad 600 kraadi Celsiuse järgi.

Kus kasutatakse

NTC termistoreid kasutatakse sageli elektrimootorite, käivitusreleede käivitusvoolude piiramiseks kaitse liitiumakude ja toiteallikate ülekuumenemise eest, et vähendada sisendfiltri laadimisvoolu (mahtuvuslik).

Ülaltoodud diagramm näitab näidet termistori kasutamisest toiteallikas. Seda rakendust nimetatakse otsekütteks (kui element soojeneb iseenesest, kui vool seda läbib). Toiteplaadil näeb NTC takisti välja selline.

Alloleval pildil näete, kuidas NTC termistor välja näeb. See võib erineda suuruse, kuju ja harvem värvi poolest, kõige levinumad on roheline, sinine ja must.

Elektrimootorite käivitusvoolu piiramine NTC-termistori abil on kodumasinates selle rakendamise lihtsuse tõttu laialt levinud. On teada, et mootori käivitamisel võib see kulutada mitu korda ja kümneid kordi rohkem voolu kui tema nimikulu, eriti kui mootor käivitatakse mitte tühikäigul, vaid koormuse all.

Sellise skeemi tööpõhimõte:

Kui termistor on külm, on selle takistus suur, lülitame mootori sisse ja vooluahela voolu piirab termistori aktiivne takistus. Järk-järgult see element kuumeneb ja selle takistus langeb ning mootor lülitub töörežiimi. Termistor valitakse nii, et kuumas olekus oleks takistus nullilähedane. Alloleval fotol näete Zelmeri hakklihamasina plaadil põlenud termistorit, kus seda lahendust kasutatakse.

Selle konstruktsiooni puuduseks on see, et taaskäivitamisel, kui termistor on veel kuum, voolu piiramist ei toimu.

Hõõglampide kaitsmiseks pole termistorit päris tavaline amatöörkasutus. Allolev diagramm näitab vooluhulga piiramise varianti, kui sellised pirnid on sisse lülitatud.

Kui temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termistorit, siis nimetatakse seda töörežiimi kaudseks kuumutamiseks, s.t. seda soojendab väline soojusallikas.

Huvitav: termistoritel pole polaarsust, seega saab neid kasutada nii alalis- kui ka vahelduvvooluahelates, kartmata polaarsuse muutumist.

Märgistus

Termistoreid saab märgistada nii tähtedega kui ka värvikoodiga ringide, rõngaste või triipude kujul. Samal ajal eristatakse palju tähemärgistamise meetodeid - see sõltub tootjast ja konkreetse elemendi tüübist. Üks valikutest:

Praktikas, kui seda kasutatakse sisendvoolu piiramiseks, leitakse kõige sagedamini kettatermistorid, mis on märgistatud järgmiselt:

5D-20

Kui esimene number tähistab takistust 25 kraadi Celsiuse järgi – 5 oomi ja "20" on läbimõõt, siis mida suurem see on, seda rohkem võimsust see võib hajutada. Selle näidet näete alloleval joonisel:

Värvikoodi dešifreerimiseks võite kasutada allolevat tabelit.

Märgistusvõimaluste rohkuse tõttu võite dekodeerimisel eksida, seetõttu on dekodeerimise täpsuse huvides parem otsida konkreetse komponendi tehnilist dokumentatsiooni tootja veebisaidilt.

PTC

Põhiandmed

Posistoridel, nagu mainitud, on positiivne TCR, see tähendab, et nende takistus suureneb kuumutamisel. Need on valmistatud baariumtitanaadi (BaTiO₃). Posistoril on selline temperatuuri ja takistuse graafik:

Lisaks peate pöörama tähelepanu selle voolu-pinge karakteristikule:

Töörežiim sõltub I - V karakteristikul posistori tööpunkti valikust, näiteks:

• Lineaarset lõiku kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks;
• Laskuvat sektsiooni kasutatakse stardireleedes, aja relee, EMP võimsuse mõõtmine mikrolaineahjus, tulekahjusignalisatsioonis ja muudes asjades.

Allolev video kirjeldab, mis on posistorid:

Kus rakendatakse

Posistoride kasutusala on piisavalt lai. Neid kasutatakse peamiselt ahelates, et kaitsta seadmeid ja seadmeid ülekuumenemise või ülekoormus, harvemini temperatuuri mõõtmiseks ja ka automaatselt stabiliseeruva kütteelemendina. Loetleme lühidalt kasutusnäited:

1. Elektrimootorite kaitse. Paigaldatud iga elektrimootori mähise esiossa (ühekiiruselise kolmefaasilise 3, kahe kiirusega 6 jne jaoks), PTC termistor hoiab ära mähise läbipõlemise kinnikiilunud rootori või sunnitud rikke korral. jahutamine. Kuidas see skeem töötab? Posistorit kasutatakse andurina, mis on ühendatud juhtreleede, starterite ja kontaktoritega juhtseadmega. Ebatavalise olukorra korral selle takistus suureneb ja see signaal edastatakse juhtkehale, mootor lülitatakse välja.
2. Trafo mähiste kaitsmiseks ülekuumenemise ja (või) ülekoormuse eest paigaldatakse PTC termistor primaarmähisega järjestikku.
3. CRT-telerite ja monitoride demagnetiseerimissüsteem. Muide, see osa ebaõnnestub sageli ja selle juhtumiga peate tegelema remondi ajal, samal ajal kui kaitsme ebaõnnestub.
4. Kütteelement liimipüstolites. Näiteks sisselasketoru soojendamiseks mõeldud autodes on alloleval fotol Pierburgi karburaatori kanali XX kütteseade.

Termistorid on rühm seadmeid, mis on võimelised muutma temperatuuri elektrisignaaliks, mida loetakse, mõõtes pingelangust või voolu vooluringis, kuhu see on paigaldatud. Teise võimalusena võivad nad ise olla reguleeriv asutus, kui selle parameetrid seda võimaldavad. Nende seadmete lihtsus ja kättesaadavus võimaldavad neid laialdaselt kasutada nii seadmete professionaalseks kujundamiseks kui ka amatöörraadiopraktikaks.

Lõpuks soovitame vaadata videot, mis selgitab üksikasjalikult, mis on termistor, kuidas see töötab ja kus seda kasutatakse:

Sa ilmselt ei tea:

• LED-takistite võrguarvutus
• Kuidas sõltub juhi takistus temperatuurist?
• Kuidas oma kätega termostaati teha