કોઈપણ વાહકનો પ્રતિકાર સામાન્ય રીતે તાપમાન પર આધારિત હોય છે. ગરમી સાથે ધાતુઓનો પ્રતિકાર વધે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ, આ સ્ફટિક જાળીના તત્વોના થર્મલ સ્પંદનોના કંપનવિસ્તારમાં વધારો અને ઇલેક્ટ્રોનના દિશાત્મક પ્રવાહના પ્રતિકારમાં વધારો દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ અને સેમિકન્ડક્ટરનો પ્રતિકાર ઘટે છે - આ અન્ય પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.
સામગ્રી
થર્મિસ્ટર સિદ્ધાંત
ઘણા કિસ્સાઓમાં, પ્રતિકાર વિ. તાપમાનની ઘટના હાનિકારક છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ઠંડો હોય ત્યારે અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાના ફિલામેન્ટનો ઓછો પ્રતિકાર તેને ચાલુ કરવા પર બળી જાય છે. જ્યારે ગરમ અથવા ઠંડુ થાય ત્યારે કાયમી પ્રતિરોધકોના પ્રતિકાર મૂલ્યમાં ફેરફાર કરવાથી સર્કિટના પરિમાણોમાં ફેરફાર થાય છે.
વિકાસકર્તાઓ ઘટાડેલા TCR - પ્રતિકારના તાપમાન ગુણાંક સાથે રેઝિસ્ટરનું ઉત્પાદન કરીને આ ઘટના સામે લડી રહ્યા છે. આવા તત્વો પરંપરાગત કરતાં વધુ ખર્ચાળ છે. પરંતુ આવા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો છે, જેમાં તાપમાન પર પ્રતિકારની અવલંબન ઉચ્ચારવામાં આવે છે અને સામાન્ય થાય છે. આ તત્વોને થર્મોરેસિસ્ટર અથવા થર્મિસ્ટર્સ કહેવામાં આવે છે.
થર્મિસ્ટર્સના પ્રકાર અને ડિઝાઇન
તાપમાનમાં થતા ફેરફારોની તેમની પ્રતિક્રિયા અનુસાર થર્મિસ્ટર્સને બે મોટા જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
- જો ગરમ થવા પર પ્રતિકાર ઘટી જાય, તો આવા થર્મિસ્ટર્સ કહેવામાં આવે છે એનટીસી થર્મિસ્ટર્સ (પ્રતિરોધકના નકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક સાથે);
- જો ગરમ થવા પર પ્રતિકાર વધે છે, તો થર્મિસ્ટરમાં હકારાત્મક TCS (PTC- લાક્ષણિકતા) હોય છે - આવા તત્વોને પણ કહેવામાં આવે છે. પોસ્ટિસ્ટર્સ.
થર્મિસ્ટરનો પ્રકાર તે સામગ્રીના ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જેમાંથી થર્મિસ્ટર્સ બનાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે ધાતુઓ પ્રતિકાર વધારે છે, તેથી તેમના આધારે (અથવા વધુ સ્પષ્ટ રીતે, ધાતુના ઓક્સાઇડના આધારે) હકારાત્મક TCS સાથે થર્મોરેસિસ્ટન્સ ઉત્પન્ન થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર્સમાં વિપરીત અવલંબન હોય છે, તેથી તેનો ઉપયોગ NTC-કોષો બનાવવા માટે થાય છે. નકારાત્મક TKC સાથે થર્મોસ્ટેટિક તત્વો સૈદ્ધાંતિક રીતે ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સના આધારે બનાવી શકાય છે, પરંતુ આ પ્રકાર વ્યવહારમાં અત્યંત અસુવિધાજનક છે. તેનું વિશિષ્ટ સ્થાન પ્રયોગશાળા સંશોધન છે.
થર્મિસ્ટર્સની ડિઝાઇન અલગ હોઈ શકે છે. તેઓ બે લીડ સાથે સિલિન્ડરો, માળા, વોશર વગેરેના રૂપમાં આવે છે (જેમ કે પરંપરાગત રેઝિસ્ટર). તમે કાર્યસ્થળે ઇન્સ્ટોલેશન માટે સૌથી અનુકૂળ ફોર્મ પસંદ કરી શકો છો.
મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ
કોઈપણ થર્મિસ્ટરની સૌથી મહત્વની લાક્ષણિકતા તેના તાપમાનનો પ્રતિકાર ગુણાંક (TCR) છે. આ સૂચવે છે કે જ્યારે 1 ડિગ્રી કેલ્વિન દ્વારા ગરમ અથવા ઠંડુ કરવામાં આવે ત્યારે પ્રતિકાર કેટલો બદલાય છે.
કેલ્વિન ડિગ્રીમાં દર્શાવવામાં આવેલ તાપમાનમાં ફેરફાર ડિગ્રી સેલ્સિયસના ફેરફારની બરાબર હોવા છતાં, થર્મોરેસિસ્ટર હજુ પણ કેલ્વિનમાં લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. આ ગણતરીમાં સ્ટેઈનહાર્ટ-હાર્ટ સમીકરણના વ્યાપક ઉપયોગને કારણે છે, અને તેમાં K માં તાપમાનનો સમાવેશ થાય છે.
NTC પ્રકારના થર્મિસ્ટર્સ માટે TCS નેગેટિવ છે અને પોઝિસ્ટર માટે પોઝિટિવ છે.
અન્ય મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા પ્રતિકાર રેટિંગ છે. આ 25 °C પર પ્રતિકારક મૂલ્ય છે.આ પરિમાણોને જાણીને, ચોક્કસ સર્કિટમાં થર્મિસ્ટરની લાગુ પડતી ક્ષમતા નક્કી કરવી સરળ છે.
થર્મિસ્ટર્સના ઉપયોગ માટે નજીવા અને મહત્તમ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ પણ મહત્વપૂર્ણ છે. પ્રથમ પરિમાણ તે વોલ્ટેજ નક્કી કરે છે કે જેના પર તત્વ લાંબા સમય સુધી કાર્ય કરી શકે છે, જ્યારે બીજું પરિમાણ તે વોલ્ટેજ નક્કી કરે છે જેની ઉપર થર્મિસ્ટરની કામગીરીની ખાતરી આપવામાં આવતી નથી.
પોઝિસ્ટર માટે, એક મહત્વપૂર્ણ પરિમાણ એ સંદર્ભ તાપમાન છે - પ્રતિકાર-ગરમી ડાયાગ્રામ પરનો બિંદુ કે જેના પર લાક્ષણિક અસ્થિભંગ થાય છે. તે PTC પ્રતિકારની ઓપરેટિંગ શ્રેણી નક્કી કરે છે.
થર્મિસ્ટર પસંદ કરતી વખતે તેની તાપમાન શ્રેણી પર ધ્યાન આપવું જરૂરી છે. ઉત્પાદક દ્વારા નિર્દિષ્ટ વિસ્તારની બહાર, તેની લાક્ષણિકતા પ્રમાણિત નથી (આ સાધનની ખામીનું કારણ બની શકે છે) અથવા થર્મિસ્ટર ત્યાં બિલકુલ કાર્યરત નથી.
આકૃતિ 1.
થર્મિસ્ટરની યોજનાઓમાં સીએસઆર થોડો અલગ હોઈ શકે છે, પરંતુ થર્મિસ્ટરની મુખ્ય લાક્ષણિકતા એ પ્રતીક t છે. રેઝિસ્ટર માટે લંબચોરસની બાજુમાં. આ પ્રતીક વિના તે નક્કી કરવું અશક્ય છે કે પ્રતિકાર શેના પર આધાર રાખે છે - સમાન UGO પાસે છે, ઉદાહરણ તરીકે, varistors (પ્રતિકાર લાગુ વોલ્ટેજ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે) અને અન્ય તત્વો.
કેટલીકવાર યુજીઓ પર વધારાનું પ્રતીક મૂકવામાં આવે છે, જે થર્મિસ્ટરની શ્રેણીને વ્યાખ્યાયિત કરે છે:
- એનટીસી નકારાત્મક TCS ધરાવતા કોષો માટે;
- પીટીસી પોસ્ટર્સ માટે.
આ લાક્ષણિકતા કેટલીકવાર તીર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે:
- PTC માટે દિશાહીન;
- NTC માટે મલ્ટિડિરેક્શનલ.
અક્ષર હોદ્દો અલગ હોઈ શકે છે - આર, આરકે, ટીએચ, વગેરે.
કાર્યક્ષમતા માટે થર્મિસ્ટરનું પરીક્ષણ કેવી રીતે કરવું
થર્મિસ્ટરની પ્રથમ કસોટી એ સામાન્ય મલ્ટિમીટર વડે નજીવા પ્રતિકારને માપવાનો છે. જો ઓરડાના તાપમાને માપવામાં આવે છે, જે +25 ° સે કરતા ખૂબ જ અલગ નથી, તો માપવામાં આવેલ પ્રતિકાર કેસ પર અથવા દસ્તાવેજોમાં દર્શાવેલ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ ન હોવો જોઈએ.
જો આજુબાજુનું તાપમાન નિર્દિષ્ટ મૂલ્ય કરતા વધારે અથવા ઓછું હોય, તો એક નાનો સુધારો કરવો આવશ્યક છે.
તમે થર્મિસ્ટરની તાપમાનની લાક્ષણિકતા લેવાનો પ્રયાસ કરી શકો છો - તેને દસ્તાવેજીકરણમાં આપેલા એક સાથે સરખાવવા અથવા અજ્ઞાત મૂળના તત્વ માટે તેનું પુનર્નિર્માણ કરવા માટે.
માપવાના સાધનો વિના પૂરતી ચોકસાઈ સાથે બનાવવા માટે ત્રણ તાપમાન ઉપલબ્ધ છે:
- પીગળતો બરફ (રેફ્રિજરેટરમાંથી લઈ શકાય છે) - લગભગ 0 °C;
- માનવ શરીર - લગભગ 36 ° સે;
- ઉકળતા પાણી - લગભગ 100 ° સે.
આ બિંદુઓ અનુસાર તમે તાપમાન પર પ્રતિકારની અંદાજિત અવલંબન દોરી શકો છો, પરંતુ પોઝિસ્ટર માટે તે કામ કરી શકશે નહીં - તેમના TCS ના ગ્રાફ પર, એવા વિસ્તારો છે જ્યાં R તાપમાન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવતું નથી (સંદર્ભ તાપમાનની નીચે). જો થર્મોમીટર ઉપલબ્ધ હોય, તો તમે કેટલાક બિંદુઓ દ્વારા લાક્ષણિકતા લઈ શકો છો - પાણીમાં થર્મિસ્ટરને ઘટાડીને તેને ગરમ કરો. દર 15...20 ડિગ્રીએ તમારે પ્રતિકાર માપવાની અને ડાયાગ્રામ પર મૂલ્યને ચિહ્નિત કરવાની જરૂર છે. જો 100 ડિગ્રીથી ઉપરના પરિમાણો વાંચવા જરૂરી હોય, તો પાણીને બદલે તેલ (દા.ત. કારનું તેલ અથવા ટ્રાન્સમિશન તેલ) વાપરી શકાય છે.
આકૃતિ પ્રતિકારની લાક્ષણિક તાપમાન નિર્ભરતા દર્શાવે છે: પીટીસી માટે નક્કર રેખા, એનટીસી માટે ડેશેડ લાઇન.
ક્યાં ઉપયોગ કરવો
થર્મિસ્ટર્સની સૌથી સ્પષ્ટ એપ્લિકેશન છે તાપમાન સેન્સર્સ. NTC અને PTC થર્મિસ્ટર્સ બંને આ હેતુ માટે યોગ્ય છે. તમારે ફક્ત કાર્યકારી ક્ષેત્ર અનુસાર તત્વ પસંદ કરવાની અને માપન ઉપકરણમાં થર્મિસ્ટરની લાક્ષણિકતાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.
તમે થર્મલ રિલે બનાવી શકો છો - જ્યારે પ્રતિકાર (વધુ ચોક્કસ રીતે, વોલ્ટેજ ડ્રોપ) પૂર્વનિર્ધારિત મૂલ્ય સાથે સરખાવવામાં આવે છે, અને જ્યારે થ્રેશોલ્ડ ઓળંગી જાય છે, ત્યારે આઉટપુટ સ્વિચ થાય છે. આવા ઉપકરણનો ઉપયોગ થર્મલ કંટ્રોલ ડિવાઇસ અથવા ફાયર ડિટેક્ટર તરીકે થઈ શકે છે.તાપમાન મીટરની રચના પરોક્ષ ગરમીની ઘટના પર આધારિત છે - જ્યારે થર્મિસ્ટરને બાહ્ય સ્ત્રોત દ્વારા ગરમ કરવામાં આવે છે.
ઉપરાંત, થર્મિસ્ટર્સના ઉપયોગમાં ડાયરેક્ટ હીટિંગનો ઉપયોગ થાય છે - થર્મિસ્ટરને તેમાંથી વહેતા પ્રવાહ દ્વારા ગરમ કરવામાં આવે છે. આ રીતે NTC રેઝિસ્ટરનો ઉપયોગ વર્તમાનને મર્યાદિત કરવા માટે થઈ શકે છે - દા.ત. જ્યારે ચાલુ હોય ત્યારે ઉચ્ચ કેપેસીટન્સ સાથે કેપેસિટર ચાર્જ કરતી વખતે, તેમજ મોટર્સના પ્રારંભિક પ્રવાહને મર્યાદિત કરવા, વગેરે. થર્મલ-આશ્રિત તત્વો જ્યારે ઠંડા હોય ત્યારે તેમની પ્રતિકાર ઊંચી હોય છે. જ્યારે કેપેસિટર આંશિક રીતે ચાર્જ થાય છે (અથવા મોટર નજીવી ઝડપે હોય છે), ત્યારે થર્મિસ્ટર પાસે વહેતા પ્રવાહને ગરમ કરવાનો સમય હોય છે, તેનો પ્રતિકાર ઘટશે, અને તે સર્કિટના સંચાલનને અસર કરશે નહીં.
તે જ રીતે, તમે તેની સાથે શ્રેણીમાં થર્મિસ્ટરને શામેલ કરીને અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાનું જીવન વધારી શકો છો. તે સૌથી મુશ્કેલ ક્ષણે વર્તમાનને મર્યાદિત કરશે - જ્યારે વોલ્ટેજ ચાલુ થાય છે (આ તે છે જ્યારે મોટાભાગના બલ્બ નિષ્ફળ જાય છે). તે ગરમ થઈ ગયા પછી, તે દીવાને અસર કરશે નહીં.
તેનાથી વિપરીત, સકારાત્મક લાક્ષણિકતાવાળા થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ ઓપરેશન દરમિયાન ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સને સુરક્ષિત કરવા માટે થાય છે. જો મોટર જામ અથવા વધુ પડતા શાફ્ટ લોડને કારણે વિન્ડિંગ કરંટ વધે છે, તો પીટીસી રેઝિસ્ટર ગરમ થશે અને તે પ્રવાહને મર્યાદિત કરશે.
નકારાત્મક PTC ધરાવતા થર્મિસ્ટર્સનો ઉપયોગ અન્ય ઘટકો માટે ગરમી વળતર તરીકે પણ થઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો તમે પોઝિટિવ TCR સાથે ટ્રાન્ઝિસ્ટર મોડ-સેટિંગ રેઝિસ્ટર સાથે સમાંતર એનટીસી થર્મિસ્ટર ઇન્સ્ટોલ કરો છો, તો તાપમાનમાં ફેરફાર દરેક તત્વને વિપરીત રીતે અસર કરશે. પરિણામે, તાપમાનની અસરને વળતર આપવામાં આવે છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરનું ઓપરેટિંગ બિંદુ બદલાશે નહીં.
પરોક્ષ રીતે ગરમ થર્મિસ્ટર્સ તરીકે ઓળખાતા સંયુક્ત ઉપકરણો છે. આવા તત્વમાં તાપમાન-આશ્રિત તત્વ અને સમાન હાઉસિંગમાં હીટર હોય છે. તેમની વચ્ચે થર્મલ સંપર્ક છે, પરંતુ તેઓ ગેલ્વેનિકલી અલગ છે.હીટર દ્વારા વર્તમાનને બદલીને, પ્રતિકારને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા થર્મિસ્ટર્સનો વ્યાપકપણે ટેકનોલોજીમાં ઉપયોગ થાય છે. પ્રમાણભૂત એપ્લિકેશનો ઉપરાંત, તેમના કાર્યનો વિસ્તાર વિસ્તૃત કરી શકાય છે. બધું ફક્ત વિકાસકર્તાની કલ્પના અને લાયકાત દ્વારા મર્યાદિત છે.
સંબંધિત લેખો:
