Un termistor este un tip de rezistor a cărui rezistență variază semnificativ în funcție de temperatură. În calitate de furnizor de componente electronice, întâlnesc adesea clienți care sunt interesați de proprietățile termistorilor, deoarece aceste proprietăți determină aplicațiile lor în diferite circuite electronice. În acest blog, voi aprofunda în proprietățile cheie ale termistorilor și voi discuta implicațiile acestora în utilizarea practică.
1. Relația temperatură - rezistență
Proprietatea cea mai fundamentală a unui termistor este relația temperatură - rezistență. Există două tipuri principale de termistoare bazate pe această relație: termistori cu coeficient de temperatură negativ (NTC) și termistori cu coeficient de temperatură pozitiv (PTC).
Termistori NTC
Termistorii NTC sunt tipul cel mai frecvent utilizat. Rezistența lor scade pe măsură ce temperatura crește. Acest lucru se datorează faptului că, într-un termistor NTC, pe măsură ce temperatura crește, mai mulți purtători de sarcină (electroni sau găuri) sunt eliberați în banda de conducție din cauza excitației termice. Relația matematică dintre rezistență ($R_T$) și temperatură ($T$) pentru un termistor NTC poate fi aproximată prin ecuația Steinhart - Hart:
$\frac{1}{T}=A + B\ln(R_T)+C(\ln(R_T))^3$
unde $A$, $B$ și $C$ sunt coeficienții Steinhart - Hart, care sunt specifici fiecărui termistor și sunt determinați prin calibrare.
Termistorii NTC sunt utilizați pe scară largă în aplicațiile de detectare a temperaturii. De exemplu, într-un sistem de ventilator controlat prin temperatură, termistorul NTC detectează temperatura ambiantă. Pe măsură ce temperatura crește, rezistența termistorului NTC scade, ceea ce modifică tensiunea pe un circuit divizor de tensiune. Această schimbare de tensiune este apoi utilizată pentru a controla viteza ventilatorului.
Termistori PTC
Termistorii PTC, pe de altă parte, au o rezistență care crește odată cu creșterea temperaturii. Există două subtipuri de termistori PTC: termistori PTC din siliciu și termistori PTC ceramici.
Termistorii PTC din siliciu au o creștere liniară a rezistenței cu temperatura într-un anumit interval. Ele sunt adesea utilizate în aplicații de măsurare și compensare a temperaturii de precizie.
Termistorii PTC ceramici, cunoscuți și ca termistori PTC cu comutare, au o creștere bruscă a rezistenței la o anumită temperatură numită temperatură Curie. Sub temperatura Curie, rezistența termistorului PTC ceramic este relativ scăzută. Odată ce temperatura depășește temperatura Curie, rezistența crește cu câteva ordine de mărime. Această proprietate face ca termistorii PTC ceramici să fie adecvati pentru protecția la supracurent. De exemplu, într-un încărcător de baterie, un termistor PTC ceramic poate fi conectat în serie cu bateria. Dacă curentul depășește un nivel sigur, temperatura termistorului PTC crește, iar rezistența acestuia crește semnificativ, limitând fluxul de curent și protejând bateria de supraîncărcare.
2. Sensibilitate
Sensibilitatea unui termistor se referă la modificarea rezistenței pe unitatea de modificare a temperaturii. Este o proprietate importantă, deoarece determină cât de precis poate măsura termistorul schimbările de temperatură.
Pentru termistorii NTC, sensibilitatea este de obicei mai mare la temperaturi mai scăzute. Sensibilitatea ($\alpha$) este definită ca modificarea fracțională a rezistenței pe modificarea gradului Celsius a temperaturii:
$\alpha=\frac{1}{R}\frac{dR}{dT}$
O sensibilitate mai mare înseamnă că o mică modificare a temperaturii va duce la o schimbare mare a rezistenței, ceea ce face mai ușor să detecteze variațiile de temperatură. Cu toate acestea, termistorii de înaltă sensibilitate pot fi, de asemenea, mai predispuși la zgomot și instabilitate.
3. Precizie
Precizia este o altă proprietate crucială a termistorilor. Se referă la cât de aproape corespunde rezistența măsurată cu temperatura reală. Precizia unui termistor este afectată de mai mulți factori, inclusiv procesul de fabricație, calibrarea și condițiile de mediu.
În timpul procesului de fabricație, variațiile în compoziția și structura materialului pot duce la diferențe în caracteristicile de temperatură - rezistență ale termistorilor. Prin urmare, este necesară o calibrare adecvată pentru a asigura măsurarea exactă a temperaturii. Calibrarea presupune măsurarea rezistenței termistorului la mai multe temperaturi cunoscute și apoi utilizarea acestor puncte de date pentru a determina coeficienții Steinhart - Hart.
Factorii de mediu, cum ar fi umiditatea, presiunea și stresul mecanic, pot afecta, de asemenea, precizia termistorilor. De exemplu, umiditatea ridicată poate provoca absorbția umidității în materialul termistorului, ceea ce poate modifica proprietățile electrice ale acestuia.
4. Timp de răspuns
Timpul de răspuns al unui termistor este timpul necesar pentru ca termistorul să atingă un procent specificat (de obicei 63,2%) din valoarea sa finală a rezistenței atunci când este supus unei schimbări treptate a temperaturii. Este o proprietate importantă în aplicațiile în care trebuie detectate schimbări rapide de temperatură, cum ar fi în circuitele de protecție termică.
Timpul de răspuns al unui termistor depinde de dimensiunea fizică, de forma și de conductibilitatea termică a mediului înconjurător. În general, termistorii mai mici au timpi de răspuns mai scurti, deoarece au o masă termică mai mică. De exemplu, termistorii cu montare la suprafață au de obicei timpi de răspuns mai rapizi în comparație cu termistorii mai mari cu orificii.
5. Auto-încălzire
Când un curent trece printr-un termistor, acesta disipează puterea sub formă de căldură după formula $P = I^2R$, unde $I$ este curentul și $R$ este rezistența termistorului. Această auto-încălzire poate face ca temperatura termistorului să crească peste temperatura ambiantă, ceea ce duce la o eroare în măsurarea temperaturii.
Efectul de auto-încălzire este caracterizat de constanta de disipare ($\delta$), care este definită ca puterea necesară pentru a ridica temperatura termistorului cu 1°C peste temperatura ambiantă. Pentru a minimiza efectul de auto-încălzire, curentul care curge prin termistor trebuie menținut cât mai scăzut posibil. În unele aplicații, o sursă de curent constant este utilizată pentru a asigura un curent stabil și scăzut prin termistor.
Aplicații și ofertele noastre de produse
Termistorii sunt utilizați într-o gamă largă de aplicații, inclusiv măsurarea și controlul temperaturii, protecția la supracurent și limitarea curentului de pornire. În calitate de furnizor de componente electronice, oferim termistori de înaltă calitate, cu proprietăți excelente. Pe lângă termistori, oferim și o varietate de alte componente electronice, cum ar fiCondensator de motor AC CBB65,CD60 condensator de pornire, șiCondensator de pornire a motorului de curent alternativ CBB61.
Dacă sunteți interesat de termistorii noștri sau alte componente electronice, vă așteptăm să ne contactați pentru achiziții și discuții ulterioare. Avem o echipă profesionistă care vă poate oferi informații detaliate despre produs și asistență tehnică pentru a vă ajuta să selectați cele mai potrivite componente pentru aplicațiile dvs.
Referințe
- „Termistori: teorie, proiectare și aplicații” de John W. Horton
- „Dispozitive electronice și teoria circuitelor” de Robert L. Boylestad și Louis Nashelsky
- Fișele tehnice ale producătorului diferitelor termistori