¿Qué son los termistores y para qué sirven?
Dispositivo y tipos
Un termistor es un dispositivo semiconductor cuya resistencia depende de su temperatura. Dependiendo del tipo de elemento, la resistencia puede aumentar o disminuir cuando se calienta. Hay dos tipos de termistores:
- NTC (Coeficiente de temperatura negativo): con un coeficiente de resistencia a la temperatura negativo (TCS). A menudo se les llama "termistores".
- PTC (Coeficiente de temperatura positivo) - con TKS positivo. También se les llama "Posistores".
¡Importante! El coeficiente de temperatura de la resistencia eléctrica es la dependencia de la resistencia con la temperatura. Describe cuánto ohmios o porcentaje del valor nominal cambia la resistencia del elemento con un aumento de su temperatura de 1 grado centígrado. Por ejemplo, ordinario resistencias TKS positivo (cuando se calienta, aumenta la resistencia de los conductores).
Los termistores son de baja temperatura (hasta 170K), temperatura media (170-510K) y alta temperatura (900-1300K). El cuerpo del elemento puede estar hecho de plástico, vidrio, metal o cerámica.
La designación gráfica condicional de los termistores en el diagrama se asemeja a las resistencias ordinarias, y la única diferencia es que están tachadas por una tira y la letra t se indica al lado.
Por cierto, cualquier resistencia se indica de esta manera, cuya resistencia cambia bajo la influencia del medio ambiente, y el tipo de cantidades de acción se indica en la letra, t es la temperatura.
Características principales:
- Resistencia nominal a 25 grados centígrados.
- Máxima disipación de corriente o potencia.
- El rango de temperaturas de funcionamiento.
- Tks
Hecho interesante: El termistor fue inventado en 1930 por el científico Samuel Ruben.
Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona y para qué sirve cada uno de ellos.
NTC
Información básica
La resistencia de los termistores NTC disminuye cuando se calienta, su TCS es negativo. La dependencia de la resistencia a la temperatura se muestra en el siguiente gráfico.
Aquí puede asegurarse de que cuando se calienta, la resistencia del termistor NTC disminuye.
Tales termistores están hechos de semiconductores. El principio de funcionamiento es que al aumentar la temperatura, aumenta la concentración de los portadores de carga, los electrones pasan a la banda de conducción. Además de los semiconductores, se utilizan óxidos de metales de transición.
Presta atención a un parámetro como el coeficiente beta.Se tiene en cuenta cuando se usa un termistor para medir la temperatura, para promediar el gráfico de resistencia frente a la temperatura y realizar cálculos con microcontroladores. La ecuación beta para aproximar la curva del cambio de resistencia del termistor que ve a continuación.
Interesante: En la mayoría de los casos, los termistores se utilizan en el rango de temperatura de 25-200 grados centígrados. En consecuencia, pueden usarse para mediciones en estos rangos, mientras que los termopares operan a 600 grados Celsius.
Donde se utiliza
Los termistores TCS negativos a menudo se usan para limitar las corrientes de arranque de motores eléctricos, relés de arranque, para proteger las baterías de litio del sobrecalentamiento y en las fuentes de alimentación para reducir las corrientes de carga del filtro de entrada (capacitivo).
El diagrama anterior muestra un ejemplo del uso de un termistor en una fuente de alimentación. Esta aplicación se llama calentamiento directo (cuando el elemento mismo se calienta cuando la corriente fluye a través de él). En la placa de la fuente de alimentación, la resistencia NTC es la siguiente.
En la figura a continuación, verá cómo se ve el termistor NTC. Puede diferir en tamaño, forma y con menos frecuencia en color, los más comunes son el verde, el azul y el negro.
La limitación de la corriente de arranque de los motores eléctricos con la ayuda de un termistor NTC está muy extendida en los electrodomésticos debido a la facilidad de implementación. Se sabe que al arrancar el motor, puede consumir corriente muchas veces y decenas de veces más que su consumo nominal, especialmente si el motor arranca no en ralentí, sino bajo carga.
El principio de funcionamiento de dicho esquema:
Cuando el termistor está frío, su resistencia es alta, encendemos el motor y la corriente en el circuito está limitada por la resistencia activa del termistor. Poco a poco, este elemento se calienta y su resistencia disminuye, y el motor entra en el modo de funcionamiento. El termistor se selecciona de modo que en el estado caliente la resistencia sea cercana a cero. En la foto de abajo, se ve un termistor quemado en el tablero de la picadora de carne Zelmer, donde se usa dicha solución.
La desventaja de este diseño es que cuando se reinicia, cuando el termistor aún no se ha enfriado, no se produce una limitación de corriente.
Hay un uso aficionado no muy familiar de un termistor para proteger las lámparas incandescentes. El siguiente diagrama muestra la opción de limitar la sobretensión cuando se encienden dichas lámparas.
Si se usa un termistor para medir la temperatura, este modo de operación se llama calentamiento indirecto, es decir, Se calienta por una fuente de calor externa.
Interesante: Los termistores no tienen polaridad, por lo que pueden usarse tanto en circuitos de CC como de CA sin temor a la inversión de polaridad.
Calificación
Los termistores pueden marcarse tanto en forma alfabética como contener marcas de color en forma de círculos, anillos o rayas. Al mismo tiempo, hay muchas formas de marcar letras: depende del fabricante y del tipo de elemento específico. Una de las opciones:
En la práctica, si se usa para limitar la corriente de entrada, los más comunes son los termistores de disco, que se marcan de la siguiente manera:
5D-20
Donde el primer dígito indica resistencia a 25 grados Celsius - 5 Ohms, y “20” - el diámetro, cuanto más grande es - más potencia puede disipar. Usted ve un ejemplo de esto en la figura a continuación:
Para descifrar la marca de color, puede usar la tabla a continuación.
Debido a la abundancia de opciones de marcado, puede cometer un error en la decodificación, por lo tanto, para la precisión de la decodificación, es mejor buscar documentación técnica para un componente específico en el sitio web del fabricante.
PTC
Información básica
Los posicionadores, como se dijo, tienen un TCS positivo, es decir, su resistencia aumenta con el calentamiento. Se hacen a base de titanato de bario (BaTiO3) El posistor tiene un gráfico de temperatura y resistencia:
Además, debe prestar atención a su característica de voltaje de corriente:
El modo de operación depende de la elección del punto de operación del posistor en la característica I-V, por ejemplo:
- Una sección lineal se usa para medir la temperatura;
- La sección aguas abajo se usa para iniciar relés, relé de tiempo, midiendo el poder de la radiación electromagnética en microondas, alarma contra incendios y otras cosas.
El siguiente video describe qué son los posistores:
Donde corresponda
El alcance de los posistores es lo suficientemente amplio. Se utilizan principalmente en esquemas de protección para equipos y dispositivos contra sobrecalentamiento o sobrecargar, con menos frecuencia para la medición de temperatura, y también como elemento calefactor autoestabilizante. Enumere brevemente ejemplos de uso:
- Protección del motor. Instalado en la parte frontal de cada devanado del motor (para una sola velocidad trifásica 3, para dos velocidades 6, etc.), el termistor PTC evita que el devanado se queme en caso de atasco del rotor o en caso de falla del sistema de enfriamiento forzado. ¿Cómo funciona este circuito? El posistor se usa como un sensor conectado a un dispositivo de control con relés de accionamiento, arrancadores y contactores. En caso de emergencia, su resistencia aumenta y esta señal se transmite al órgano rector, el motor se apaga.
- Proteja los devanados del transformador del sobrecalentamiento y (o) sobrecarga, luego la resistencia se instala en serie con el devanado primario.
- Sistema para la desmagnetización de kinescopios para televisores y monitores CRT. Por cierto, esta parte a menudo falla y tiene que lidiar con este caso durante la reparación, mientras que el fallo del fusible es característico.
- Elemento calefactor en pistolas de pegamento. En los automóviles para calentar el tracto de admisión, por ejemplo, la foto a continuación muestra el canal XX del calentador del carburador Pierburg.
Los termistores son un grupo de dispositivos que pueden convertir la temperatura en una señal eléctrica, que se lee midiendo la caída de voltaje o la corriente en el circuito donde está instalado. O ellos mismos pueden ser un organismo regulador, si sus parámetros lo permiten. La simplicidad y accesibilidad de estos dispositivos les permite ser ampliamente utilizados tanto para el diseño profesional de dispositivos como para la práctica de radioaficionados.
Finalmente, recomendamos ver un video en el que se describe en detalle qué es un termistor, cómo funciona y dónde se usa:
Seguramente no sabes:
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