Termistor: perangkat, prinsip operasi, tujuan, jenis

Saat memperbaiki peralatan rumah tangga, Anda harus berurusan dengan berbagai macam suku cadang dan komponen. Seringkali, pemula tidak tahu apa itu termistor dan apa itu termistor. Ini adalah komponen semikonduktor yang resistansinya berubah dengan suhu. Karena sifat-sifat ini, mereka telah menemukan berbagai aplikasi. Mulai dari termometer, diakhiri dengan pembatas arus masuk. Pada artikel ini, kami akan menjawab semua pertanyaan Anda dengan kata-kata sederhana.

Perangkat dan jenis

Termistor adalah perangkat semikonduktor yang resistansinya bergantung pada suhunya. Tergantung pada jenis elemen, resistansi dapat naik atau turun saat dipanaskan. Ada dua jenis termistor:

• NTC (Koefisien Suhu Negatif) - dengan koefisien resistansi suhu negatif (TCR). Mereka sering disebut "Termistor".
• PTC (Koefisien Suhu Positif) - dengan TCS positif. Mereka juga disebut "Posistor".

Penting! Koefisien suhu hambatan listrik adalah hubungan antara hambatan dan suhu. Dijelaskan dengan berapa ohm atau persen dari nilai nominal resistansi elemen berubah ketika suhunya naik 1 derajat Celcius. Misalnya biasa

resistor TCS positif (saat dipanaskan, resistansi konduktor meningkat).

Termistor adalah suhu rendah (hingga 170K), suhu sedang (170-510K) dan suhu tinggi (900-1300K). Badan sel dapat terbuat dari plastik, kaca, logam atau keramik.

Penunjukan grafis konvensional termistor dalam diagram menyerupai resistor biasa, dan satu-satunya perbedaan adalah mereka dicoret dengan garis dan huruf t ditunjukkan di sebelahnya.

Omong-omong, ini adalah bagaimana setiap resistor dilambangkan, resistansi yang berubah di bawah pengaruh lingkungan, dan jenis besaran yang mempengaruhi ditunjukkan oleh huruf, t adalah suhu.

Karakter utama:

• Nilai resistansi pada 25 derajat Celcius.
• Arus atau disipasi daya maksimum.
• Kisaran suhu operasi.
• TCS.

Fakta yang menarik: Termistor ditemukan pada tahun 1930 oleh ilmuwan Samuel Ruben.

Mari kita lihat lebih dekat bagaimana masing-masing diatur dan untuk apa.

NTC

Informasi dasar

Resistansi termistor NTC berkurang saat dipanaskan, TCR-nya negatif. Resistansi versus suhu ditunjukkan pada grafik di bawah ini.

Di sini Anda dapat memastikan bahwa resistansi termistor NTC berkurang saat memanas.

Termistor ini terbuat dari semikonduktor. Prinsip operasinya adalah ketika suhu naik, konsentrasi pembawa muatan meningkat, elektron masuk ke pita konduksi. Selain semikonduktor, oksida logam transisi digunakan.

Perhatikan parameter seperti koefisien beta. Ini diperhitungkan saat menggunakan termistor untuk mengukur suhu, untuk rata-rata grafik resistansi versus suhu dan untuk menghitung menggunakan mikrokontroler. Persamaan beta untuk mendekati kurva resistansi termistor ditunjukkan di bawah ini.

Menarik: dalam kebanyakan kasus termistor digunakan dalam kisaran suhu 25-200 derajat Celcius. Dengan demikian, mereka dapat digunakan untuk pengukuran dalam rentang ini, sementara termokopel bekerja pada 600 derajat Celcius.

Di mana digunakan

Termistor NTC sering digunakan untuk membatasi arus start motor listrik, relai start, untuk: perlindungan terhadap panas berlebih dari baterai lithium dan catu daya untuk mengurangi arus pengisian filter input (kapasitif).

Diagram di atas menunjukkan contoh penggunaan termistor dalam catu daya. Aplikasi ini disebut pemanasan langsung (ketika elemen memanas dengan sendirinya ketika arus mengalir melaluinya). Pada papan catu daya, resistor NTC terlihat seperti ini.

Pada gambar di bawah ini, Anda dapat melihat seperti apa termistor NTC. Ini dapat berbeda dalam ukuran, bentuk, dan lebih jarang dalam warna, yang paling umum adalah hijau, biru dan hitam.

Membatasi arus awal motor listrik menggunakan termistor NTC telah tersebar luas di peralatan rumah tangga karena kemudahan penerapannya. Diketahui bahwa ketika menghidupkan mesin, ia dapat mengkonsumsi arus beberapa kali dan puluhan kali lebih tinggi dari konsumsi nominalnya, terutama jika mesin dihidupkan tidak dalam keadaan idle, tetapi di bawah beban.

Prinsip operasi skema seperti itu:

Ketika termistor dingin, resistansinya tinggi, kami menyalakan motor dan arus dalam rangkaian dibatasi oleh resistansi aktif termistor. Secara bertahap, elemen ini memanas dan resistansi turun, dan mesin memasuki mode operasi. Termistor dipilih sedemikian rupa sehingga dalam keadaan panas resistansi mendekati nol. Pada foto di bawah ini, Anda melihat termistor yang terbakar di papan penggiling daging Zelmer, tempat solusi ini digunakan.

Kerugian dari desain ini adalah ketika restart, ketika termistor masih panas, tidak terjadi pembatasan arus.

Tidak ada penggunaan termistor amatir yang biasa untuk melindungi lampu pijar. Diagram di bawah ini menunjukkan varian membatasi lonjakan arus saat bohlam tersebut dihidupkan.

Jika termistor digunakan untuk mengukur suhu, mode operasi ini disebut pemanasan tidak langsung, mis. itu dipanaskan oleh sumber panas eksternal.

Menarik: termistor tidak memiliki polaritas, sehingga dapat digunakan di sirkuit DC dan AC tanpa takut akan pembalikan polaritas.

Menandai

Termistor dapat diberi label baik dalam huruf dan kode warna dalam bentuk lingkaran, cincin atau garis. Pada saat yang sama, banyak metode penandaan huruf dibedakan - itu tergantung pada pabrikan dan jenis elemen tertentu. Salah satu opsi:

Dalam praktiknya, jika digunakan untuk membatasi arus masuk, termistor disk paling sering ditemukan, yang diberi label sebagai berikut:

5D-20

Di mana angka pertama menunjukkan resistansi pada 25 derajat Celcius - 5 ohm, dan "20" adalah diameternya, semakin besar, semakin banyak daya yang dapat hilang. Anda melihat contohnya pada gambar di bawah ini:

Untuk menguraikan kode warna, Anda dapat menggunakan tabel di bawah ini.

Karena banyaknya opsi pelabelan, Anda dapat membuat kesalahan dalam decoding, oleh karena itu, untuk akurasi decoding, lebih baik mencari dokumentasi teknis untuk komponen tertentu di situs web pabrikan.

PTC

Informasi dasar

Posistor, seperti yang disebutkan, memiliki TCR positif, yaitu resistansinya meningkat saat dipanaskan. Mereka dibuat atas dasar barium titanat (BaTiO₃). Posistor memiliki grafik suhu dan resistansi:

Selain itu, Anda perlu memperhatikan karakteristik tegangan arusnya:

Mode operasi tergantung pada pilihan titik operasi posistor pada karakteristik I - V, misalnya:

• Bagian linier digunakan untuk mengukur suhu;
• Bagian Descending digunakan dalam memulai relay, estafet waktu, mengukur kekuatan EMP pada microwave, alarm kebakaran dan hal lainnya.

Video di bawah ini menjelaskan apa itu posistor:

Di mana diterapkan

Lingkup penerapan posistor cukup luas. Mereka terutama digunakan di sirkuit untuk melindungi peralatan dan perangkat dari panas berlebih atau kelebihan muatan, lebih jarang untuk pengukuran suhu, dan juga sebagai elemen pemanas penstabil otomatis. Mari kita daftar secara singkat contoh penggunaan:

1. Perlindungan motor listrik. Dipasang di bagian depan setiap belitan motor listrik (untuk kecepatan tunggal tiga fase 3, untuk dua kecepatan 6, dll.), Termistor PTC mencegah burn-out dari belitan jika terjadi macet rotor atau jika terjadi kegagalan paksa pendinginan. Bagaimana skema ini bekerja? Posistor digunakan sebagai sensor yang terhubung ke perangkat kontrol dengan relay eksekutif, starter dan kontaktor. Jika terjadi situasi abnormal, resistansinya meningkat dan sinyal ini ditransmisikan ke badan kontrol, mesin dimatikan.
2. Untuk melindungi belitan transformator dari panas berlebih dan (atau) beban lebih, maka termistor PTC dipasang seri dengan belitan primer.
3. Sistem demagnetisasi untuk TV dan monitor CRT. Omong-omong, bagian ini sering gagal dan Anda harus menangani kasus ini selama perbaikan, sementara sekring gagal.
4. Elemen pemanas dalam senjata lem. Di mobil untuk memanaskan saluran masuk, misalnya, foto di bawah ini menunjukkan pemanas untuk saluran XX karburator Pierburg.

Termistor adalah sekelompok perangkat yang mampu mengubah suhu menjadi sinyal listrik, yang dibaca dengan mengukur penurunan tegangan atau arus di sirkuit tempat ia dipasang. Atau, mereka sendiri dapat menjadi badan pengatur, jika parameternya memungkinkan. Kesederhanaan dan ketersediaan perangkat ini memungkinkan mereka untuk digunakan secara luas baik untuk desain perangkat profesional maupun untuk praktik radio amatir.

Terakhir, kami sarankan untuk menonton video yang menjelaskan secara rinci apa itu termistor, cara kerjanya, dan di mana ia digunakan:

Anda mungkin tidak tahu:

• Perhitungan resistor online untuk LED
• Bagaimana hambatan konduktor bergantung pada suhu?
• Cara membuat termostat dengan tangan Anda sendiri