✅ Termistor: urządzenie, zasada działania, przeznaczenie, typy

Urządzenie i gatunek
NTC
PTC

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Podczas naprawy urządzeń gospodarstwa domowego trzeba radzić sobie z szeroką gamą części i komponentów. Często początkujący nie wiedzą, czym jest termistor i czym są. Są to elementy półprzewodnikowe, których rezystancja zmienia się pod wpływem temperatury. Dzięki tym właściwościom znaleźli szeroką gamę zastosowań. Począwszy od termometrów, kończąc na ogranicznikach prądu rozruchowego. W tym artykule odpowiemy na wszystkie Twoje pytania prostymi słowami.

Urządzenie i gatunek

Termistor jest urządzeniem półprzewodnikowym, którego rezystancja zależy od jego temperatury. W zależności od rodzaju elementu opór może wzrosnąć lub spaść po podgrzaniu. Istnieją dwa typy termistorów:

NTC (Negatywna temperatura Coe Efficient) - z ujemnym współczynnikiem oporu temperatury (TKS). Często nazywane są „termistorami”.
PTC (Positive Temperature Coefficient) - z dodatnim TKS. Nazywane są także „Pozistory”.

To ważne! Współczynnik temperaturowy oporu elektrycznego jest zależnością rezystancji od temperatury. Opisuje, jak wiele omów lub procent wartości nominalnej zmienia opór elementu, gdy jego temperatura wzrasta o 1 stopień Celsjusza. Na przykład konwencjonalne rezystory mają dodatni TKS (po podgrzaniu wzrasta oporność przewodów).

Termistory mają niską temperaturę (do 170K), średnią temperaturę (170-510K) i wysoką temperaturę (900-1300K). Korpus elementu może być wykonany z tworzywa sztucznego, szkła, metalu lub ceramiki.

Warunkowe oznaczenie graficzne termistorów w obwodzie przypomina zwykłe rezystory, a jedyną różnicą jest to, że są przekreślone paskiem, a litera t jest wskazana obok.

Nawiasem mówiąc, dowolne rezystory są wyznaczone w ten sposób, których rezystancja zmienia się pod wpływem środowiska, a rodzaj działających wielkości jest oznaczony literą, t jest temperaturą.

Najważniejsze funkcje:

Rezystancja nominalna w 25 stopniach Celsjusza.
Maksymalne rozpraszanie prądu lub mocy.
Interwałowe temperatury pracy.
Tks.

Ciekawostka : termistor został wynaleziony w 1930 r. Przez naukowca Samuela Rubena.

Przyjrzyjmy się bliżej, jak to działa i do czego służy każdy z nich.

NTC

Podstawowe informacje

Rezystancja termistorów NTC zmniejsza się po podgrzaniu, ich TKS jest ujemne. Zależność oporu od temperatury jest przedstawiona na poniższym wykresie.

Tutaj możesz się upewnić, że rezystancja termistora NTC zmniejsza się wraz z ogrzewaniem.

Takie termistory są wykonane z półprzewodników. Zasada działania polega na tym, że wraz ze wzrostem temperatury wzrasta stężenie nośników ładunku, elektrony przechodzą do pasma przewodnictwa. Oprócz półprzewodników stosuje się tlenki metali przejściowych.

Zwróć uwagę na ten parametr jako współczynnik beta. Jest on brany pod uwagę przy użyciu termistora do pomiaru temperatury, uśredniania wykresu rezystancji w funkcji temperatury oraz do wykonywania obliczeń z wykorzystaniem mikrokontrolerów. Równanie beta dla aproksymacji krzywej zmiany rezystancji termistora, którą widzisz poniżej.

Ciekawe: w większości przypadków termistory są używane w zakresie temperatur 25-200 stopni Celsjusza. W związku z tym mogą być używane do pomiarów w tych zakresach, podczas gdy termopary działają w temperaturze 600 stopni Celsjusza.

Gdzie jest używany

Termistory ujemne TKS są często używane do ograniczania prądów rozruchowych silników elektrycznych, przekaźników rozruchowych, w celu ochrony przed przegrzaniem akumulatorów litowych i zasilaczy w celu zmniejszenia prądów ładowania filtra wejściowego (pojemnościowego).

Powyższy schemat pokazuje przykład użycia termistora w zasilaczu. Takie zastosowanie nazywa się ogrzewaniem bezpośrednim (gdy sam element jest ogrzewany, gdy płynie przez niego prąd). Na płycie zasilacza rezystor NTC jest następujący.

Na obrazku poniżej możesz zobaczyć, jak wygląda termistor NTC. Może się różnić wielkością, kształtem i rzadziej kolorem, najczęściej - jest zielony, niebieski i czarny.

Ograniczenie prądu rozruchowego silników elektrycznych za pomocą termistora NTC stało się powszechne w urządzeniach gospodarstwa domowego ze względu na łatwość jego wdrożenia. Wiadomo, że kiedy silnik jest uruchamiany, może zużywać prąd wiele razy i dziesiątki razy więcej niż jego nominalne zużycie, zwłaszcza jeśli silnik nie uruchamia się na biegu jałowym, ale pod obciążeniem.

Zasada tego systemu:

Gdy termistor jest zimny, jego rezystancja jest wysoka, włączamy silnik, a prąd w obwodzie jest ograniczony przez rezystancję aktywną termistora. Stopniowo następuje nagrzewanie tego elementu i spada jego rezystancja, a silnik przechodzi w tryb pracy. Termistor jest tak dobrany, aby w stanie gorącym rezystancja była bliska zeru. Na zdjęciu poniżej widać spalony termistor na desce maszynki do mielenia mięsa Zelmer, w którym stosowane jest to rozwiązanie.

Wadą tej konstrukcji jest to, że po ponownym uruchomieniu, gdy termistor jest nadal gorący, ograniczenie prądu nie występuje.

Nie ma typowego amatorskiego zastosowania termistora do ochrony żarówek. Poniższy schemat pokazuje wariant ograniczania nagłego wzrostu prądu przy włączaniu tych żarówek.

Jeśli do pomiaru temperatury używany jest termistor, ten tryb pracy nazywany jest ogrzewaniem pośrednim, tj. Jest ogrzewany przez zewnętrzne źródło ciepła.

Co ciekawe, termistory nie mają biegunowości, więc mogą być używane zarówno w obwodach prądu stałego, jak i przemiennego, bez obawy o odwrócenie biegunowości.

Znakowanie

Termistory mogą być oznaczone literami lub zawierać kolorowe oznaczenia w postaci okręgów, pierścieni lub pasków. Jednocześnie istnieje wiele różnych sposobów pisania - zależy to od producenta i rodzaju konkretnego przedmiotu. Jedna z opcji:

W praktyce, jeśli jest używany do ograniczenia prądu rozruchowego, najczęściej spotykane są termistory, które są oznaczone jako:

5D-20

Gdy pierwsza cyfra oznacza opór przy 25 stopniach Celsjusza - 5 omów i „20” - średnica, tym bardziej jest - im większa moc może się rozproszyć. Przykład tego widać na poniższym rysunku:

Aby rozszyfrować kolorowe oznaczenia, możesz skorzystać z poniższej tabeli.

Ze względu na dużą liczbę opcji etykietowania, możesz popełnić błąd w dekodowaniu, dlatego dla dokładności deszyfrowania lepiej jest poszukać dokumentacji technicznej dla konkretnego komponentu na stronie producenta.