Termistor: dispozitiv, principiu de funcționare, scop, tipuri

Când reparați aparate electrocasnice, trebuie să vă ocupați de o mare varietate de piese și componente. Adesea, începătorii nu știu ce este un termistor și ce sunt. Acestea sunt componente semiconductoare a căror rezistență se modifică cu temperatura. Datorită acestor proprietăți, au găsit o gamă largă de aplicații. Începând de la termometre, terminând cu limitatoare de curent de pornire. În acest articol, vă vom răspunde la toate întrebările în cuvinte simple.

Dispozitiv și tipuri

Un termistor este un dispozitiv semiconductor a cărui rezistență depinde de temperatura sa. În funcție de tipul de element, rezistența poate crește sau scade la încălzire. Există două tipuri de termistori:

• NTC (Coeficient de temperatură negativ) - cu un coeficient de rezistență de temperatură negativ (TCR). Aceștia sunt adesea numiți „termistori”.
• PTC (Coeficient de temperatură pozitiv) - cu un TCS pozitiv. Se mai numesc si „Pozitori”.

Important! Coeficientul de temperatură al rezistenței electrice este relația dintre rezistență și temperatură. Descrie cu câți ohmi sau procente din valoarea nominală se modifică rezistența elementului atunci când temperatura acestuia crește cu 1 grad Celsius. De exemplu, obișnuit rezistențe TCS pozitiv (la încălzire, rezistența conductorilor crește).

Termistorii sunt la temperatură joasă (până la 170K), la temperatură medie (170-510K) și la temperatură înaltă (900-1300K). Corpul celulei poate fi realizat din plastic, sticlă, metal sau ceramică.

Denumirea grafică convențională a termistorilor din diagramă seamănă cu rezistențele obișnuite, iar singura diferență este că aceștia sunt tăiați cu o dungă și litera t este indicată lângă ea.

Apropo, așa se notează orice rezistență, a căror rezistență se modifică sub influența mediului, iar tipul cantităților de influență este indicat prin literă, t este temperatura.

Principalele caracteristici:

• Rezistenta nominala la 25 de grade Celsius.
• Disiparea maximă a curentului sau a puterii.
• Interval de temperatură de funcționare.
• TCS.

Fapt interesant: Termistorul a fost inventat în 1930 de omul de știință Samuel Ruben.

Să aruncăm o privire mai atentă asupra modului în care este aranjat fiecare dintre ele și pentru ce este.

NTC

Informatii de baza

Rezistența termistorilor NTC scade la încălzire, TCR-ul lor este negativ. Rezistența față de temperatură este prezentată în graficul de mai jos.

Aici vă puteți asigura că rezistența termistorului NTC scade atunci când se încălzește.

Acești termistori sunt fabricați din semiconductori. Principiul de funcționare este că, pe măsură ce temperatura crește, concentrația purtătorilor de sarcină crește, electronii trec în banda de conducție. Pe lângă semiconductori, se folosesc oxizi de metale de tranziție.

Acordați atenție unui astfel de parametru precum coeficientul beta. Se ia în considerare atunci când se utilizează un termistor pentru măsurarea temperaturii, pentru media graficului rezistenței în funcție de temperatură și pentru calcularea utilizând microcontrolere. Ecuația beta pentru aproximarea curbei de rezistență a termistorului este prezentată mai jos.

Interesant: în majoritatea cazurilor, termistorii sunt utilizați într-un interval de temperatură de 25-200 de grade Celsius. În consecință, ele pot fi utilizate pentru măsurători în aceste intervale, în timp ce termocuplurile funcționează la 600 de grade Celsius.

Unde este folosit

Termistorii NTC sunt adesea folosiți pentru a limita curenții de pornire ai motoarelor electrice, relee de pornire, pt protecție împotriva supraîncălzirii bateriilor cu litiu și a surselor de alimentare pentru a reduce curenții de încărcare ai filtrului de intrare (capacitiv).

Diagrama de mai sus prezintă un exemplu de utilizare a unui termistor într-o sursă de alimentare. Această aplicație se numește încălzire directă (când elementul se încălzește de la sine atunci când curentul trece prin el). Pe placa de alimentare, rezistența NTC arată așa.

În imaginea de mai jos, puteți vedea cum arată un termistor NTC. Poate diferi în mărime, formă și mai rar în culoare, cele mai comune fiind verde, albastru și negru.

Limitarea curentului de pornire al motoarelor electrice folosind un termistor NTC a devenit larg răspândită în aparatele de uz casnic datorită ușurinței sale de implementare. Se știe că la pornirea motorului, acesta poate consuma curent de câteva ori și de zeci de ori mai mare decât consumul său nominal, mai ales dacă motorul este pornit nu la ralanti, ci sub sarcină.

Principiul de funcționare a unei astfel de scheme:

Când termistorul este rece, rezistența lui este mare, pornim motorul și curentul din circuit este limitat de rezistența activă a termistorului. Treptat, acest element se încălzește și rezistența îi scade, iar motorul intră în modul de funcționare. Termistorul este selectat în așa fel încât în ​​starea fierbinte rezistența să fie aproape de zero. În fotografia de mai jos, vedeți un termistor ars pe placa mașinii de tocat carne Zelmer, unde se folosește această soluție.

Dezavantajul acestui design este că la repornire, când termistorul este încă fierbinte, nu are loc limitarea curentului.

Nu există o utilizare obișnuită de amatori a unui termistor pentru a proteja lămpile incandescente. Diagrama de mai jos prezintă o variantă de limitare a supratensiunii de curent atunci când astfel de becuri sunt aprinse.

Dacă se folosește un termistor pentru măsurarea temperaturii, acest mod de funcționare se numește încălzire indirectă, adică este încălzit de o sursă de căldură externă.

Interesant: termistorii nu au polaritate, astfel încât pot fi utilizați atât în ​​circuite DC cât și AC fără teama de inversarea polarității.

Marcare

Termistorii pot fi etichetați atât cu litere, cât și codați de culoare sub formă de cercuri, inele sau dungi. În același timp, se disting multe metode de marcare a literelor - depinde de producător și de tipul unui anumit element. Una dintre variante:

În practică, dacă este utilizat pentru a limita curentul de pornire, cel mai adesea se găsesc termistori de disc, care sunt etichetați după cum urmează:

5D-20

Acolo unde primul număr indică rezistența la 25 de grade Celsius - 5 ohmi, iar „20” este diametrul, cu cât este mai mare, cu atât poate disipa mai multă putere. Vedeți un exemplu în acest sens în figura de mai jos:

Pentru a descifra codificarea culorilor, puteți folosi tabelul de mai jos.

Datorită abundenței opțiunilor de etichetare, puteți face o greșeală la decodare, prin urmare, pentru acuratețea decodării, este mai bine să căutați documentația tehnică pentru o anumită componentă pe site-ul producătorului.

PTC

Informatii de baza

Pozitorii, după cum am menționat, au un TCR pozitiv, adică rezistența lor crește atunci când sunt încălzite. Sunt fabricate pe baza de titanat de bariu (BaTiO₃). Pozistorul are un astfel de grafic al temperaturii și rezistenței:

În plus, trebuie să acordați atenție caracteristicii sale curent-tensiune:

Modul de funcționare depinde de alegerea punctului de funcționare al pozitorului pe caracteristica I - V, de exemplu:

• Secțiunea liniară este utilizată pentru măsurarea temperaturii;
• Secțiunea descendentă este utilizată la pornirea releelor, releu de timp, măsurând puterea EMP la cuptorul cu microunde, alarma de incendiu și alte lucruri.

Videoclipul de mai jos descrie ce sunt pozitorii:

Unde se aplică

Domeniul de aplicare al pozistorilor este suficient de larg. Sunt utilizate în principal în circuite pentru a proteja echipamentele și dispozitivele împotriva supraîncălzirii sau suprasarcina, mai rar pentru măsurarea temperaturii și, de asemenea, ca element de încălzire cu autostabilizare. Să enumerăm pe scurt exemple de utilizare:

1. Protecția motoarelor electrice. Instalat în partea frontală a fiecărei înfășurări a motorului electric (pentru trifazat cu o singură viteză 3, pentru 6 cu două viteze etc.), Termistorul PTC previne arderea înfășurării în cazul unui rotor blocat sau în cazul unei defecțiuni a circuitului forțat. răcire. Cum funcționează această schemă? Pozistorul este folosit ca senzor conectat la un dispozitiv de control cu ​​relee executive, demaroare și contactori. În cazul unei situații anormale, rezistența acesteia crește și acest semnal este transmis corpului de comandă, motorul este oprit.
2. Pentru a proteja înfășurările transformatorului de supraîncălzire și (sau) suprasarcină, atunci termistorul PTC este instalat în serie cu înfășurarea primară.
3. Sistem de demagnetizare pentru televizoare și monitoare CRT. Apropo, această piesă eșuează adesea și trebuie să vă ocupați de acest caz în timpul reparațiilor, în timp ce siguranța se defectează.
4. Element de încălzire în pistoalele de lipici. În mașinile pentru încălzirea tractului de admisie, de exemplu, fotografia de mai jos arată încălzitorul pentru canalul XX al carburatorului Pierburg.

Termistorii sunt un grup de dispozitive capabile să transforme temperatura într-un semnal electric, care este citit prin măsurarea căderii de tensiune sau a curentului în circuitul în care este instalat. Alternativ, ei înșiși pot fi un organism de reglementare, dacă parametrii acestuia o permit. Simplitatea și disponibilitatea acestor dispozitive le permite să fie utilizate pe scară largă atât pentru proiectarea profesională a dispozitivelor, cât și pentru practica radioamatorilor.

În cele din urmă, vă recomandăm să vizionați un videoclip care explică în detaliu ce este un termistor, cum funcționează și unde este utilizat:

Probabil că nu știi:

• Calcul online de rezistență pentru LED
• Cum depinde rezistența unui conductor de temperatură?
• Cum să faci un termostat cu propriile mâini