Vad är termistorer och vad är de för?

Enhet och typer

En termistor är en halvledaranordning vars motstånd beror på dess temperatur. Beroende på typ av element kan motståndet stiga eller falla vid uppvärmning. Det finns två typer av termistorer:

• NTC (Negativ temperaturkoefficient) - med en negativ temperaturmotståndskoefficient (TCS). Ofta kallas de "termistorer."
• PTC (Positiv temperaturkoefficient) - med positiv TKS. De kallas också "Posistorer".

Viktig! Temperaturkoefficienten för elektriskt motstånd är beroende av motstånd på temperatur. Beskriver hur mycket Ohm eller procent av det nominella värdet förändrar elementets motstånd med en ökning av dess temperatur med 1 grad Celsius. Till exempel vanliga motstånd positiv TKS (vid uppvärmning ökar ledarnas motstånd).

Termistorer är låg temperatur (upp till 170K), medeltemperatur (170-510K) och hög temperatur (900-1300K). Elementets kropp kan vara tillverkad av plast, glas, metall eller keramik.

Den villkorade grafiska beteckningen på termistorerna i diagrammet liknar vanliga motstånd, och den enda skillnaden är att de kryssas ut av en remsa och bokstaven t visas bredvid.

Förresten, alla motstånd indikeras på detta sätt, vars motstånd förändras under påverkan av miljön och typen av verkande mängder indikeras av bokstaven, t är temperaturen.

Viktigaste egenskaperna:

• Nominellt motstånd vid 25 grader Celsius.
• Maximal ström eller effektförbrukning.
• Området för driftstemperaturer.
• TKS.

Intressant fakta: Termistorn uppfanns 1930 av forskaren Samuel Ruben.

Låt oss titta närmare på hur det fungerar och vad var och en av dem är till för.

NTC

Grundläggande information

Motståndet hos NTC-termistorer minskar vid uppvärmning, deras TCS är negativ. Motståndets temperaturberoende visas i diagrammet nedan.

Här kan du se till att vid uppvärmning minskar NTC-termistorns motstånd.

Sådana termistorer är tillverkade av halvledare. Funktionsprincipen är att med ökande temperatur ökar koncentrationen av laddningsbärare, elektroner passerar in i ledningsbandet. Förutom halvledare används övergångsmetalloxider.

Var uppmärksam på en sådan parameter som en betakoefficient.Det tas med i beräkningen när man använder en termistor för att mäta temperatur, för medelvärdesgraden av motstånd kontra temperatur och genomföra beräkningar med hjälp av mikrokontroller. Betaekvationen för tillnärmning av kurvan för resistansförändringen för termistorn ser du nedan.

Intressant: i de flesta fall används termistorer inom temperaturområdet 25-200 grader Celsius. Följaktligen kan de användas för mätningar i dessa intervall, medan termoelement arbetar vid 600 grader Celsius.

Var används

Negativa TCS-termistorer används ofta för att begränsa startströmmarna för elmotorer, startreläer, för att skydda litiumbatterier från överhettning och i strömförsörjning för att minska laddströmmarna för ingångsfiltret (kapacitivt).

Diagrammet ovan visar ett exempel på användning av en termistor i en strömförsörjning. Denna applikation kallas direkt uppvärmning (när själva elementet värms upp när ström flyter genom det). På strömförsörjningskortet är NTC-motståndet enligt följande.

I figuren nedan ser du hur NTC-termistorn ser ut. Det kan skilja sig i storlek, form och mindre ofta i färg, det vanligaste är grönt, blått och svart.

Begränsningen av startströmmen för elmotorer med hjälp av en NTC-termistor är utbredd i hushållsapparater på grund av den enkla implementeringen. Det är känt att när den startar motorn kan den konsumera ström många gånger och tiotals gånger högre än den nominella förbrukningen, särskilt om motorn startas inte under tomgång, utan under belastning.

Principen för drift av ett sådant system:

När termistorn är kall, dess motstånd är hög, vi slår på motorn och strömmen i kretsen är begränsad av termistorns aktiva motstånd. Gradvis värms detta element upp och motståndet sjunker, och motorn går i driftläge. Termistorn väljs så att motståndet i hett tillstånd är nära noll. På bilden nedan ser du en utbränd termistor på tavlan på Zelmer köttkvarn, där en sådan lösning används.

Nackdelen med denna design är att vid omstart, när termistorn inte har svalnat ännu, uppstår inte strömbegränsning.

Det finns en inte riktigt känd amatöranvändning av en termistor för att skydda glödlampor. Diagrammet nedan visar möjligheten att begränsa strömmen när sådana lampor tänds.

Om en termistor används för att mäta temperatur, kallas detta driftsätt indirekt uppvärmning, dvs. Det värms upp av en extern värmekälla.

Intressant: termistorer har inte en polaritet, så de kan användas både i likströms- och växelströmkretsar utan rädsla för polaritet.

Märkning

Termistorer kan markeras både alfabetiskt och innehålla färgmarkering i form av cirklar, ringar eller ränder. Samtidigt finns det många sätt att märka bokstäver - det beror på tillverkaren och typen av specifikt element. Ett av alternativen:

I praktiken, om den används för att begränsa rusströmmen, är de vanligaste skivtermistorerna, som är markerade enligt följande:

5D-20

Där den första siffran indikerar motstånd vid 25 grader Celsius - 5 ohm och "20" - diametern, desto större är den - desto mer kraft kan den spridas. Du ser ett exempel på detta i figuren nedan:

För att dechiffrera färgmarkeringen kan du använda tabellen nedan.

På grund av överflödet av markeringsalternativ kan du göra ett misstag vid avkodning. Därför är det bättre för avkodningens noggrannhet att leta efter teknisk dokumentation för en specifik komponent på tillverkarens webbplats.

PTC

Grundläggande information

Posistorerna har som sagt en positiv TCS, det vill säga deras motstånd ökar med uppvärmning. De är tillverkade på basis av bariumtitanat (BaTiO)₃) Posistorn har en sådan graf över temperatur och motstånd:

Dessutom måste du vara uppmärksam på dess strömspänningskaraktäristik:

Driftläget beror på valet av funktionspunkt för posistorn i I-V-karakteristiken, till exempel:

• En linjär sektion används för att mäta temperatur;
• Nedströmsavsnittet används vid startreläer, tidsrelä, mäta kraften hos elektromagnetisk strålning på mikrovågsugn, brandlarm och andra saker.

Videon nedan beskriver vad posistorer är:

I förekommande fall

Omfattningen av posistorer är tillräckligt stor. De används främst i skyddssystem för utrustning och enheter från överhettning eller överbelastning, mindre ofta för temperaturmätning, och även som ett självstabiliserande värmeelement. Lista kort exempel på användning:

1. Motorskydd. Installerad i den främre delen av varje motorlindning (för envarvad trefas 3, för två hastigheter 6 osv.), Förhindrar PTC-termistorn att lindningen brinner ut i händelse av fastnat i rotorn eller i händelse av fel i kylsystemet. Hur fungerar den här kretsen? Posistorn används som en sensor ansluten till en styranordning med manöverreläer, startar och kontaktorer. I nödsituationer stiger dess motstånd och denna signal överförs till styrorganet, motorn stängs av.
2. Skydda transformatorns lindningar från överhettning och (eller) överbelastning, då installeras motståndet i serie med primärlindningen.
3. System för avmagnetisering av kineskoper för CRT-tv-apparater och monitorer. Förresten, denna del misslyckas ofta och du måste ta itu med detta fall under reparationen, medan säkringen är karakteristisk.
4. Värmeelement i limpistoler. I bilar för uppvärmning av insugningskanalen, till exempel, visar bilden nedan värmekanalen XX på förgasaren Pierburg.

Termistorer är en grupp enheter som kan omvandla temperatur till en elektrisk signal, som avläses genom att mäta spänningsfallet eller strömmen i kretsen där den är installerad. Eller så kan de själva vara ett reglerande organ om parametrarna tillåter det. Enkelhet och tillgänglighet för dessa enheter gör att de kan användas i stor utsträckning både för professionell design av enheter och för amatörradiopraxis.

Slutligen rekommenderar vi att du tittar på en video där det beskrivs i detalj vad en termistor är, hur den fungerar och var den används:

Visst vet du inte:

• Online beräkning av motståndet för lysdioden
• Hur ledarens motstånd beror på temperatur
• Hur man gör en temperaturregulator själv