Termisztor: készülék, működési elv, rendeltetés, típusok

A háztartási gépek javítása során a legkülönfélébb alkatrészekkel és alkatrészekkel kell megküzdenie. A kezdők gyakran nem tudják, mi az a termisztor, és mi az. Ezek olyan félvezető alkatrészek, amelyek ellenállása a hőmérséklettel változik. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően széles körű alkalmazásra találtak. A hőmérőktől kezdve a bekapcsolási áramkorlátozókig. Ebben a cikkben egyszerű szavakkal válaszolunk minden kérdésére.

Eszköz és típusok

A termisztor egy félvezető eszköz, amelynek ellenállása a hőmérsékletétől függ. Az elem típusától függően az ellenállás melegítéskor emelkedhet vagy csökkenhet. Kétféle termisztor létezik:

• NTC (negatív hőmérsékleti együttható) - negatív hőmérsékleti ellenállási együtthatóval (TCR). Gyakran "termisztoroknak" nevezik őket.
• PTC (pozitív hőmérsékleti együttható) - pozitív TCS-vel. Pozistoroknak is nevezik őket.

Fontos! Az elektromos ellenállás hőmérsékleti együtthatója az ellenállás és a hőmérséklet kapcsolata. Azt írja le, hogy hány ohmmal vagy a névleges érték százalékával változik az elem ellenállása, ha hőmérséklete 1 Celsius-fokkal emelkedik. Például közönséges

ellenállások pozitív TCS (hevítéskor a vezetők ellenállása nő).

A termisztorok alacsony hőmérsékletűek (170 K-ig), közepes hőmérsékletűek (170-510 K) és magas hőmérsékletűek (900-1300 K). A cellatest készülhet műanyagból, üvegből, fémből vagy kerámiából.

Az ábrán a termisztorok hagyományos grafikus jelölése a közönséges ellenállásokra hasonlít, és az egyetlen különbség az, hogy egy csíkkal vannak áthúzva, és mellette a t betű látható.

Így jelöljük egyébként az olyan ellenállásokat, amelyek ellenállása a környezet hatására változik, és a befolyásoló mennyiségek típusát a betű jelzi, t a hőmérséklet.

Főbb jellemzők:

• Névleges ellenállás 25 Celsius fokon.
• Maximális áram- vagy teljesítménydisszisztálás.
• Működési hőmérséklet tartomány.
• TCS.

Érdekes tény: A termisztort Samuel Ruben tudós találta fel 1930-ban.

Nézzük meg közelebbről, hogy mindegyik hogyan van elrendezve, és mire való.

NTC

Alapinformációk

Az NTC termisztorok ellenállása melegítéskor csökken, TCR-jük negatív. Az ellenállás a hőmérséklet függvényében az alábbi grafikonon látható.

Itt megbizonyosodhat arról, hogy az NTC termisztor ellenállása csökken, amikor felmelegszik.

Ezek a termisztorok félvezetőkből készülnek. A működési elv az, hogy a hőmérséklet emelkedésével a töltéshordozók koncentrációja nő, az elektronok átmennek a vezetési sávba. A félvezetők mellett átmeneti fém-oxidokat is használnak.

Ügyeljen egy olyan paraméterre, mint a béta együttható. Ezt figyelembe veszik, ha termisztort használnak a hőmérséklet mérésére, az ellenállás-hőmérséklet-grafikon átlagolására és a mikrokontrollerek használatával történő számításokra. Az alábbiakban látható a termisztor ellenállási görbéjét közelítő béta egyenlet.

Érdekes: a legtöbb esetben a termisztorokat 25-200 Celsius fokos hőmérséklet-tartományban használják. Ennek megfelelően ezek a tartományok mérésére is használhatók, míg a hőelemek 600 Celsius fokon működnek.

Hol használják

Az NTC termisztorokat gyakran használják az elektromos motorok, indítórelék indítási áramának korlátozására lítium akkumulátorok és tápegységek túlmelegedése elleni védelem a bemeneti szűrő töltőáramának csökkentésére (kapacitív).

A fenti diagram egy példát mutat be termisztor tápegységben való használatára. Ezt az alkalmazást nevezzük közvetlen fűtésnek (amikor az elem magától felmelegszik, amikor áram folyik rajta). A tápegység kártyán az NTC ellenállás így néz ki.

Az alábbi képen láthatod, hogyan néz ki egy NTC termisztor. Méretében, alakjában, ritkábban színében is eltérhet, a leggyakoribb a zöld, a kék és a fekete.

A villanymotorok indítóáramának NTC termisztorral történő korlátozása a könnyű kivitelezés miatt elterjedt a háztartási készülékekben. Ismeretes, hogy a motor indításakor a névleges fogyasztásának többszörösét és tízszeresét is fogyaszthatja, különösen, ha a motort nem alapjáraton, hanem terhelés alatt indítják.

Egy ilyen rendszer működési elve:

Amikor a termisztor hideg, nagy az ellenállása, bekapcsoljuk a motort, és az áramkörben lévő áramot a termisztor aktív ellenállása korlátozza. Fokozatosan ez az elem felmelegszik, ellenállása csökken, és a motor működési módba lép. A termisztort úgy választják ki, hogy forró állapotban az ellenállás közel nulla legyen. Az alábbi fotón egy kiégett termisztor látható a Zelmer húsdaráló tábláján, ahol ezt a megoldást használják.

Ennek a kialakításnak az a hátránya, hogy újraindításkor, amikor a termisztor még forró, nem lép fel áramkorlátozás.

Az izzólámpák védelmére nem egészen a szokásos amatőr használat a termisztor. Az alábbi diagram az áramlökés korlátozásának egy változatát mutatja be, amikor az ilyen izzók be vannak kapcsolva.

Ha termisztort használunk a hőmérséklet mérésére, akkor ezt a működési módot közvetett fűtésnek, azaz indirekt fűtésnek nevezzük. külső hőforrás fűti.

Érdekes: a termisztoroknak nincs polaritásuk, így egyenáramú és váltakozó áramú áramkörökben is használhatók anélkül, hogy félnének a polaritás felcserélésétől.

Jelzés

A termisztorok feliratozhatók mind betűkkel, mind színkóddal körök, gyűrűk vagy csíkok formájában. Ugyanakkor számos betűjelölési módszert különböztetnek meg - ez a gyártótól és az adott elem típusától függ. Az egyik lehetőség:

A gyakorlatban, ha a bekapcsolási áram korlátozására használják, leggyakrabban lemeztermisztorok találhatók, amelyek a következő címkékkel vannak ellátva:

5D-20

Ahol az első szám az ellenállást jelöli 25 Celsius fokon – 5 ohm, a „20” pedig az átmérőt jelenti, annál nagyobb, annál több energiát tud eloszlatni. Az alábbi ábrán láthat egy példát erre:

A színkód megfejtéséhez használhatja az alábbi táblázatot.

A bőséges címkézési lehetőségek miatt a dekódolás során hibázni is lehet, ezért a dekódolás pontossága érdekében érdemesebb egy adott alkatrész műszaki dokumentációját keresni a gyártó honlapján.

PTC

Alapinformációk

A pozisztorok, mint említettük, pozitív TCR-rel rendelkeznek, vagyis az ellenállásuk melegítéskor nő. Bárium-titanát (BaTiO) alapúak₃). A pozisztornak van egy ilyen hőmérsékleti és ellenállási grafikonja:

Ezenkívül figyelmet kell fordítania az áram-feszültség jellemzőire:

Az üzemmód az I - V karakterisztikán a pozisztor működési pontjának megválasztásától függ, például:

• A lineáris szakasz a hőmérséklet mérésére szolgál;
• Az ereszkedő szakaszt indító relékben használják, időrelé, az EMP teljesítményének mérése mikrohullámú sütőn, tűzjelzőn és egyéb dolgokon.

Az alábbi videó leírja, hogy mik azok a pozisztorok:

Hol alkalmazzák

A pozisztorok alkalmazási köre elég széles. Főleg áramkörökben használják a berendezések és eszközök túlmelegedés elleni védelmére ill túlterhelés, ritkábban hőmérséklet mérésre, illetve autostabilizáló fűtőelemként is. Soroljunk fel röviden használati példákat:

1. Villanymotorok védelme. Az elektromos motor minden tekercsének elülső részébe szerelve (egysebességes háromfázisú 3-hoz, kétsebességes 6-hoz stb.), A PTC termisztor megakadályozza a tekercs kiégését a rotor elakadása vagy a kényszerítő meghibásodása esetén. hűtés. Hogyan működik ez a séma? A pozisztor érzékelőként szolgál, amely végrehajtó relékkel, indítókkal és kontaktorokkal ellátott vezérlőkészülékhez csatlakozik. Rendellenes helyzet esetén az ellenállása megnő, és ez a jel továbbítódik a vezérlőtesthez, a motor leáll.
2. A transzformátor tekercseinek túlmelegedéstől és (vagy) túlterheléstől való védelme érdekében a PTC termisztort sorba kell szerelni a primer tekercssel.
3. Demagnetizáló rendszer CRT TV-khez és monitorokhoz. Egyébként ez az alkatrész gyakran meghibásodik, és ezzel az esettel kell foglalkozni a javítás során, miközben a biztosíték meghibásodik.
4. Fűtőelem ragasztópisztolyokban. Például a szívócsatorna fűtésére szolgáló autókban az alábbi képen a Pierburg karburátor XX. csatornájának fűtése látható.

A termisztorok olyan eszközök csoportja, amelyek képesek a hőmérsékletet elektromos jellé alakítani, amelyet az áramkör feszültségesésének vagy áramának mérésével olvasnak ki, ahová telepítették. Alternatív megoldásként ők maguk is lehetnek szabályozó testületek, ha paraméterei ezt lehetővé teszik. Ezeknek az eszközöknek az egyszerűsége és elérhetősége lehetővé teszi, hogy széles körben alkalmazzák mind a készülékek professzionális tervezésében, mind a rádióamatőr gyakorlatban.

Végül javasoljuk, hogy nézzen meg egy videót, amely részletesen elmagyarázza, mi az a termisztor, hogyan működik és hol használják:

Valószínűleg nem tudod:

• Online ellenállás számítás LED-hez
• Hogyan függ a vezető ellenállása a hőmérséklettől?
• Hogyan készítsünk termosztátot saját kezűleg