Termistors: ierīce, darbības princips, mērķis, veidi

Remontējot sadzīves tehniku, nākas saskarties ar visdažādākajām detaļām un detaļām. Bieži vien iesācēji nezina, kas ir termistors un kas tas ir. Tie ir pusvadītāju komponenti, kuru pretestība mainās atkarībā no temperatūras. Pateicoties šīm īpašībām, tie ir atraduši plašu pielietojumu klāstu. Sākot no termometriem, beidzot ar ieslēgšanas strāvas ierobežotājiem. Šajā rakstā mēs atbildēsim uz visiem jūsu jautājumiem vienkāršos vārdos.

Ierīce un veidi

Termistors ir pusvadītāju ierīce, kuras pretestība ir atkarīga no tās temperatūras. Atkarībā no elementa veida, karsējot, pretestība var pieaugt vai samazināties. Ir divu veidu termistori:

• NTC (Negatīvā temperatūras koeficients) - ar negatīvu temperatūras pretestības koeficientu (TCR). Tos bieži sauc par "termistoriem".
• PTC (Positive Temperature Coefficient) - ar pozitīvu TCS. Tos sauc arī par "Posistors".

Svarīgs! Elektriskās pretestības temperatūras koeficients ir attiecība starp pretestību un temperatūru. Apraksta, par cik omiem vai procentiem no nominālās vērtības mainās elementa pretestība, kad tā temperatūra paaugstinās par 1 grādu pēc Celsija. Piemēram, parastā

rezistori pozitīvs TCS (sildot, vadītāju pretestība palielinās).

Termistori ir zemas temperatūras (līdz 170K), vidējas temperatūras (170-510K) un augstas temperatūras (900-1300K). Šūnas korpuss var būt izgatavots no plastmasas, stikla, metāla vai keramikas.

Parastais termistoru grafiskais apzīmējums diagrammā atgādina parastos rezistorus, un vienīgā atšķirība ir tāda, ka tie ir izsvītroti ar svītru un blakus ir norādīts burts t.

Starp citu, šādi tiek apzīmēti jebkuri rezistori, kuru pretestība mainās apkārtējās vides ietekmē, un ietekmējošo lielumu veidu norāda ar burtu, t ir temperatūra.

Galvenās īpašības:

• Nominālā pretestība pie 25 grādiem pēc Celsija.
• Maksimālā strāvas vai jaudas izkliede.
• Darba temperatūras diapazons.
• TCS.

Interesants fakts: Termistoru 1930. gadā izgudroja zinātnieks Semjuels Rubens.

Apskatīsim sīkāk, kā katrs no tiem ir iekārtots un kam tas paredzēts.

NTC

Pamatinformācija

NTC termistoru pretestība karsējot samazinās, to TCR ir negatīvs. Pretestība pret temperatūru ir parādīta zemāk esošajā grafikā.

Šeit jūs varat pārliecināties, ka NTC termistora pretestība samazinās, kad tas uzsilst.

Šie termistori ir izgatavoti no pusvadītājiem. Darbības princips ir tāds, ka, paaugstinoties temperatūrai, palielinās lādiņnesēju koncentrācija, elektroni pāriet vadīšanas joslā. Papildus pusvadītājiem tiek izmantoti pārejas metālu oksīdi.

Pievērsiet uzmanību tādam parametram kā beta koeficients. Tas tiek ņemts vērā, izmantojot termistoru temperatūras mērīšanai, pretestības un temperatūras vidējās diagrammas noteikšanai un aprēķiniem, izmantojot mikrokontrollerus. Beta vienādojums, lai tuvinātu termistora pretestības līkni, ir parādīts zemāk.

Interesanti: vairumā gadījumu termistori tiek izmantoti temperatūras diapazonā no 25-200 grādiem pēc Celsija. Attiecīgi tos var izmantot mērījumiem šajos diapazonos, savukārt termopāri strādā pie 600 grādiem pēc Celsija.

Kur tiek izmantots

NTC termistori bieži tiek izmantoti, lai ierobežotu elektromotoru, palaišanas releju palaišanas strāvas aizsardzība pret litija bateriju un barošanas avotu pārkaršanu, lai samazinātu ieejas filtra uzlādes strāvas (kapacitatīvs).

Iepriekš redzamajā diagrammā parādīts termistora izmantošanas piemērs barošanas avotā. Šo pielietojumu sauc par tiešo apkuri (kad elements uzsilst pats no sevis, kad caur to plūst strāva). Uz barošanas bloka NTC rezistors izskatās šādi.

Zemāk esošajā attēlā varat redzēt, kā izskatās NTC termistors. Tas var atšķirties pēc izmēra, formas un retāk pēc krāsas, visizplatītākās ir zaļas, zilas un melnas.

Elektromotoru palaišanas strāvas ierobežošana, izmantojot NTC termistoru, ir kļuvusi plaši izplatīta sadzīves tehnikā, pateicoties tās ieviešanas vienkāršībai. Ir zināms, ka, iedarbinot dzinēju, tas var patērēt strāvu vairākas reizes un desmitiem reižu lielāku par tā nominālo patēriņu, īpaši, ja dzinējs tiek iedarbināts nevis tukšgaitā, bet gan ar slodzi.

Šādas shēmas darbības princips:

Kad termistors ir auksts, tā pretestība ir augsta, mēs ieslēdzam motoru un strāvu ķēdē ierobežo termistora aktīvā pretestība. Pamazām šis elements sasilst un tā pretestība samazinās, un dzinējs pāriet darba režīmā. Termistors ir izvēlēts tā, lai karstā stāvoklī pretestība būtu tuvu nullei. Zemāk esošajā fotoattēlā redzat izdegušu termistoru uz Zelmer gaļasmašīnas dēļa, kur tiek izmantots šāds risinājums.

Šīs konstrukcijas trūkums ir tāds, ka restartējot, kad termistors joprojām ir karsts, strāvas ierobežojums nenotiek.

Termistora izmantošana kvēlspuldžu aizsardzībai nav gluži parasta amatieru izmantošana. Zemāk redzamā diagramma parāda strāvas pārsprieguma ierobežošanas variantu, kad šādas spuldzes ir ieslēgtas.

Ja temperatūras mērīšanai izmanto termistoru, šo darbības režīmu sauc par netiešo apkuri, t.i. to silda ārējs siltuma avots.

Interesanti: termistoriem nav polaritātes, tāpēc tos var izmantot gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas ķēdēs, nebaidoties no polaritātes maiņas.

Marķēšana

Termistorus var marķēt gan ar burtiem, gan ar krāsu kodiem apļu, gredzenu vai svītru veidā. Tajā pašā laikā tiek izdalītas daudzas burtu marķēšanas metodes - tas ir atkarīgs no ražotāja un konkrētā elementa veida. Viena no iespējām:

Praksē, ja to izmanto ieslēgšanas strāvas ierobežošanai, visbiežāk tiek atrasti diska termistori, kas tiek marķēti šādi:

5D-20

Ja pirmais cipars apzīmē pretestību pie 25 grādiem pēc Celsija - 5 omi, un "20" ir diametrs, jo lielāks tas ir, jo vairāk enerģijas tas var izkliedēt. Piemērs tam ir redzams zemāk esošajā attēlā:

Lai atšifrētu krāsu kodējumu, varat izmantot zemāk esošo tabulu.

Marķējuma iespēju pārpilnības dēļ ir iespējams kļūdīties dekodēšanā, tāpēc dekodēšanas precizitātes labad labāk ir meklēt konkrētas sastāvdaļas tehnisko dokumentāciju ražotāja vietnē.

PTC

Pamatinformācija

Posistoriem, kā minēts, ir pozitīvs TCR, tas ir, to pretestība palielinās, kad tie tiek uzkarsēti. Tie ir izgatavoti uz bārija titanāta (BaTiO₃). Pozistoram ir šāds temperatūras un pretestības grafiks:

Turklāt jums jāpievērš uzmanība tā strāvas sprieguma raksturlielumam:

Darbības režīms ir atkarīgs no pozistora darbības punkta izvēles uz I - V raksturlieluma, piemēram:

• Lineāro sekciju izmanto temperatūras mērīšanai;
• Dilstošā daļa tiek izmantota starta stafetēs, laika stafete, mērot EMP jaudu mikroviļņu krāsnī, ugunsgrēka trauksmi un citas lietas.

Tālāk esošajā videoklipā ir aprakstīts, kas ir posistors:

Kur tiek piemērots

Pozistoru pielietojuma joma ir pietiekami plaša. Tos galvenokārt izmanto ķēdēs, lai aizsargātu iekārtas un ierīces no pārkaršanas vai pārslodze, retāk temperatūras mērīšanai, kā arī kā automātiski stabilizējošs sildelements. Īsi uzskaitīsim lietošanas piemērus:

1. Elektromotoru aizsardzība. Uzstādīts katra elektromotora tinuma priekšējā daļā (viena ātruma trīsfāzu 3, divu ātrumu 6 utt.), PTC termistors novērš tinuma izdegšanu rotora iesprūšanas vai piespiedu atteices gadījumā. dzesēšana. Kā šī shēma darbojas? Pozistors tiek izmantots kā sensors, kas savienots ar vadības ierīci ar izpildrelejiem, starteriem un kontaktoriem. Nenormālas situācijas gadījumā tā pretestība palielinās un šis signāls tiek pārraidīts uz vadības korpusu, dzinējs tiek izslēgts.
2. Lai pasargātu transformatora tinumus no pārkaršanas un (vai) pārslodzes, tad PTC termistors tiek uzstādīts virknē ar primāro tinumu.
3. CRT televizoru un monitoru atmagnetizācijas sistēma. Starp citu, šī daļa bieži sabojājas un jums ir jārisina šī lieta remonta laikā, kamēr drošinātājs sabojājas.
4. Sildelements līmes pistolēs. Piemēram, automašīnās ieplūdes trakta sildīšanai zemāk esošajā fotoattēlā ir redzams Pierburg karburatora XX kanāla sildītājs.

Termistori ir ierīču grupa, kas spēj pārveidot temperatūru elektriskā signālā, ko nolasa, mērot sprieguma kritumu vai strāvu ķēdē, kurā tā ir uzstādīta. Alternatīvi, viņi paši var būt regulējoša iestāde, ja tās parametri to atļauj. Šo ierīču vienkāršība un pieejamība ļauj tās plaši izmantot gan profesionālai ierīču projektēšanai, gan radioamatieru praksei.

Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties videoklipu, kurā detalizēti izskaidrots, kas ir termistors, kā tas darbojas un kur tas tiek izmantots:

Jūs droši vien nezināt:

• Tiešsaistes rezistoru aprēķins LED
• Kā vadītāja pretestība ir atkarīga no temperatūras?
• Kā ar savām rokām izgatavot termostatu