Termistor: uređaj, princip rada, namjena, vrste

Prilikom popravka kućanskih aparata morate se nositi s raznim dijelovima i komponentama. Često početnici ne znaju što je termistor i što je. To su poluvodičke komponente čiji se otpor mijenja s temperaturom. Zbog ovih svojstava našli su široku primjenu. Počevši od termometara, završavajući s ograničavačima udarne struje. U ovom članku ćemo jednostavnim riječima odgovoriti na sva vaša pitanja.

Uređaji i vrste

Termistor je poluvodički uređaj čiji otpor ovisi o njegovoj temperaturi. Ovisno o vrsti elementa, otpor može porasti ili pasti pri zagrijavanju. Postoje dvije vrste termistora:

• NTC (Negative Temperature Coefficient) - s negativnim temperaturnim koeficijentom otpora (TCR). Često se nazivaju "termistori".
• PTC (Positive Temperature Coefficient) - s pozitivnim TCS. Nazivaju se i "Pozistorima".

Važno! Temperaturni koeficijent električnog otpora je odnos između otpora i temperature. Opisuje za koliko ohma ili posto nominalne vrijednosti se mijenja otpor elementa kada njegova temperatura poraste za 1 stupanj Celzijusa. Na primjer, obični

otpornici pozitivan TCS (kada se zagrijava, otpor vodiča se povećava).

Termistori su niskotemperaturni (do 170K), srednjetemperaturni (170-510K) i visokotemperaturni (900-1300K). Tijelo ćelije može biti izrađeno od plastike, stakla, metala ili keramike.

Uobičajena grafička oznaka termistora na dijagramu podsjeća na obične otpornike, a jedina razlika je u tome što su precrtani prugom, a uz nju je naznačeno slovo t.

Usput, ovako se označavaju svi otpornici, čiji se otpor mijenja pod utjecajem okoline, a vrsta utjecajnih veličina označena je slovom, t je temperatura.

Glavne karakteristike:

• Nazivna otpornost na 25 stupnjeva Celzija.
• Maksimalna rasipanje struje ili snage.
• Raspon radne temperature.
• TCS.

Zanimljiva činjenica: Termistor je 1930. izumio znanstvenik Samuel Ruben.

Pogledajmo pobliže kako je svaki od njih uređen i čemu služi.

NTC

Osnovne informacije

Otpor NTC termistora opada kada se zagrijava, njihov TCR je negativan. Otpor u odnosu na temperaturu prikazan je na donjem grafikonu.

Ovdje možete osigurati da se otpor NTC termistora smanjuje kada se zagrije.

Ovi termistori su napravljeni od poluvodiča. Princip rada je da kako temperatura raste, koncentracija nositelja naboja raste, elektroni prelaze u vodljivi pojas. Osim poluvodiča, koriste se oksidi prijelaznih metala.

Obratite pažnju na parametar kao što je beta koeficijent. Uzima se u obzir pri korištenju termistora za mjerenje temperature, za prosječenje grafika otpora u odnosu na temperaturu i za izračun pomoću mikrokontrolera. Beta jednadžba za aproksimaciju krivulje otpora termistora prikazana je u nastavku.

Zanimljiv: u većini slučajeva termistori se koriste u temperaturnom rasponu od 25-200 stupnjeva Celzija. Sukladno tome, mogu se koristiti za mjerenja u tim rasponima, dok termoelementi rade na 600 stupnjeva Celzija.

Gdje se koristi

NTC termistori se često koriste za ograničavanje startnih struja elektromotora, startnih releja, za zaštita od pregrijavanja litij baterija i u izvorima napajanja za smanjenje struja punjenja ulaznog filtra (kapacitet).

Gornji dijagram prikazuje primjer korištenja termistora u napajanju. Ova primjena se zove izravno grijanje (kada se element zagrijava sam od sebe kada struja teče kroz njega). Na ploči napajanja, NTC otpornik izgleda ovako.

Na slici ispod možete vidjeti kako izgleda NTC termistor. Može se razlikovati po veličini, obliku, a rjeđe po boji, najčešće su zelena, plava i crna.

Ograničavanje početne struje elektromotora pomoću NTC termistora postalo je široko rasprostranjeno u kućanskim aparatima zbog svoje jednostavnosti implementacije. Poznato je da pri pokretanju motora može trošiti struju nekoliko puta i desetke puta veću od svoje nazivne potrošnje, pogotovo ako se motor ne pokreće u praznom hodu, već pod opterećenjem.

Princip rada takve sheme:

Kada je termistor hladan, njegov otpor je visok, palimo motor i struja u krugu je ograničena aktivnim otporom termistora. Postupno se ovaj element zagrijava i njegov otpor pada, a motor ulazi u način rada. Termistor je odabran na takav način da je otpor u vrućem stanju blizu nule. Na fotografiji ispod vidite izgorjeli termistor na ploči Zelmer mljevenja mesa, gdje se koristi ovo rješenje.

Nedostatak ovog dizajna je što pri ponovnom pokretanju, kada je termistor još vruć, ne dolazi do ograničenja struje.

Ne postoji sasvim uobičajena amaterska upotreba termistora za zaštitu žarulja sa žarnom niti. Donji dijagram prikazuje varijantu ograničavanja strujnog udara kada su takve žarulje uključene.

Ako se za mjerenje temperature koristi termistor, ovaj način rada naziva se neizravno grijanje, t.j. grije se vanjskim izvorom topline.

Zanimljiv: termistori nemaju polaritet, pa se mogu koristiti i u istosmjernim i u AC krugovima bez straha od promjene polariteta.

Obilježava

Termistori mogu biti označeni i slovima i označeni bojama u obliku krugova, prstenova ili pruga. Istodobno, razlikuju se mnoge metode označavanja slova - to ovisi o proizvođaču i vrsti određenog elementa. Jedna od opcija:

U praksi, ako se koristi za ograničavanje udarne struje, najčešće se nalaze disk termistori koji su označeni kako slijedi:

5D-20

Gdje prvi broj označava otpor na 25 stupnjeva Celzija - 5 ohma, a "20" je promjer, što je veći, više snage može raspršiti. Primjer toga vidite na donjoj slici:

Za dešifriranje kodiranja boja, možete koristiti tablicu u nastavku.

Zbog obilja mogućnosti označavanja moguće je pogriješiti u dekodiranju, stoga je za točnost dekodiranja bolje potražiti tehničku dokumentaciju za određenu komponentu na web stranici proizvođača.

PTC

Osnovne informacije

Posistori, kao što je spomenuto, imaju pozitivan TCR, odnosno njihov otpor se povećava kada se zagrijavaju. Izrađuju se na bazi barij titanata (BaTiO₃). Posistor ima takav graf temperature i otpora:

Osim toga, morate obratiti pozornost na njegovu strujno-naponsku karakteristiku:

Način rada ovisi o izboru radne točke pozistora na I - V karakteristici, na primjer:

• Linearni dio se koristi za mjerenje temperature;
• Silazni dio se koristi u startnim relejima, vremenski relej, mjerenje snage EMP-a na mikrovalnoj pećnici, požarni alarm i ostalo.

Video u nastavku opisuje što su posistori:

Gdje se primjenjuje

Opseg primjene posistora je dovoljno širok. Uglavnom se koriste u strujnim krugovima za zaštitu opreme i uređaja od pregrijavanja ili preopterećenje, rjeđe za mjerenje temperature, a također i kao automatski stabilizirajući grijaći element. Navedimo ukratko primjere upotrebe:

1. Zaštita elektromotora. Ugrađen u prednji dio svakog namota elektromotora (za jednobrzinski trofazni 3, za dvobrzinski 6 itd.), PTC termistor sprječava izgaranje namota u slučaju zaglavljenog rotora ili u slučaju kvara prisilnog hlađenje. Kako funkcionira ova shema? Pozistor se koristi kao senzor spojen na upravljački uređaj s izvršnim relejima, starterima i kontaktorima. U slučaju nenormalne situacije, njegov otpor se povećava i ovaj signal se prenosi na upravljačko tijelo, motor se gasi.
2. Za zaštitu namota transformatora od pregrijavanja i (ili) preopterećenja, tada se PTC termistor ugrađuje u seriju s primarnim namotom.
3. Sustav demagnetizacije za CRT televizore i monitore. Usput, ovaj dio često pokvari i morate se nositi s ovim slučajem tijekom popravaka, dok osigurač ne uspije.
4. Grijaći element u pištoljima za ljepilo. U automobilima za grijanje usisnog trakta, na primjer, donja fotografija prikazuje grijač za kanal XX rasplinjača Pierburg.

Termistori su skupina uređaja sposobnih za pretvaranje temperature u električni signal, koji se očitava mjerenjem pada napona ili struje u krugu u kojem je ugrađen. Alternativno, oni sami mogu biti regulatorno tijelo, ako to njegovi parametri dopuštaju. Jednostavnost i dostupnost ovih uređaja omogućuje im široku primjenu kako za profesionalno dizajniranje uređaja tako i za radioamatersku praksu.

Na kraju, preporučujemo da pogledate video koji detaljno objašnjava što je termistor, kako radi i gdje se koristi:

Vjerojatno ne znate:

• Online izračun otpornika za LED
• Kako otpor vodiča ovisi o temperaturi?
• Kako napraviti termostat vlastitim rukama