Hambatan dari setiap konduktor umumnya tergantung pada suhu. Resistansi logam meningkat dengan panas. Dalam hal fisika, ini dijelaskan oleh peningkatan amplitudo getaran termal elemen kisi kristal dan peningkatan resistensi terhadap aliran terarah elektron. Resistansi elektrolit dan semikonduktor berkurang saat dipanaskan - ini dijelaskan oleh proses lain.
Isi
Prinsip termistor
Dalam banyak kasus, fenomena resistensi vs suhu merugikan. Misalnya, resistansi rendah dari filamen lampu pijar saat dingin menyebabkannya terbakar saat dinyalakan. Mengubah nilai resistansi resistor permanen saat dipanaskan atau didinginkan menyebabkan perubahan parameter rangkaian.
Pengembang memerangi fenomena ini dengan memproduksi resistor dengan TCR yang dikurangi - koefisien resistansi suhu. Elemen seperti itu lebih mahal daripada yang konvensional. Tetapi ada komponen elektronik seperti itu, di mana ketergantungan resistansi pada suhu diucapkan dan dinormalisasi. Elemen-elemen ini disebut termoresistor atau termistor.
Jenis dan Desain Termistor
Termistor dapat dibagi menjadi dua kelompok besar menurut reaksinya terhadap perubahan suhu:
- Jika resistansi turun saat dipanaskan, termistor semacam itu disebut termistor NTC (dengan koefisien resistansi suhu negatif);
- Jika resistansi meningkat saat dipanaskan, maka termistor memiliki TCS positif (karakteristik PTC) - elemen seperti itu juga disebut posistor.
Jenis termistor ditentukan oleh sifat-sifat bahan dari mana termistor dibuat. Logam meningkatkan resistensi ketika dipanaskan, sehingga atas dasar mereka (atau lebih tepatnya, atas dasar oksida logam) dihasilkan thermoresistances dengan TCS positif. Semikonduktor memiliki ketergantungan yang berlawanan, sehingga digunakan untuk membuat sel NTC. Elemen termostatik dengan TKC negatif secara teoritis dapat dibuat berdasarkan elektrolit, tetapi varian ini sangat merepotkan dalam praktiknya. Ceruknya adalah penelitian laboratorium.
Desain termistor bisa berbeda. Mereka datang dalam bentuk silinder, manik-manik, ring, dll. Dengan dua sadapan (seperti pada gambar). resistor konvensional). Anda dapat memilih formulir yang paling nyaman untuk dipasang di tempat kerja.
Karakter utama
Karakteristik yang paling penting dari setiap termistor adalah koefisien temperatur resistansi (TCR). Hal ini menunjukkan seberapa besar perubahan resistansi saat dipanaskan atau didinginkan sebesar 1 derajat Kelvin.
Meskipun perubahan suhu yang dinyatakan dalam derajat Kelvin sama dengan perubahan derajat Celcius, termoresistor masih dicirikan dalam Kelvin. Hal ini disebabkan meluasnya penggunaan persamaan Steinhart-Hart dalam perhitungan, dan ini mencakup suhu dalam K.
TCS negatif untuk termistor tipe NTC dan positif untuk posistor.
Karakteristik penting lainnya adalah peringkat resistensi. Ini adalah nilai resistansi pada 25 °C.Mengetahui parameter ini, mudah untuk menentukan penerapan termistor ke sirkuit tertentu.
Juga penting untuk penggunaan termistor adalah tegangan operasi nominal dan maksimum. Parameter pertama menentukan tegangan di mana elemen dapat beroperasi untuk waktu yang lama, sedangkan parameter kedua menentukan tegangan di mana kinerja termistor tidak dijamin.
Untuk posistor, parameter penting adalah suhu referensi - titik pada diagram resistansi-panas di mana fraktur karakteristik terjadi. Ini menentukan jangkauan operasi resistensi PTC.
Saat memilih termistor, perlu memperhatikan kisaran suhunya. Di luar yang ditentukan oleh area pabrikan, karakteristiknya tidak standar (ini dapat menyebabkan tidak berfungsinya peralatan) atau termistor tidak berfungsi sama sekali.
Gambar 1.
Dalam skema CSR termistor mungkin sedikit berbeda, tetapi fitur utama termistor adalah simbol t di sebelah persegi panjang untuk resistor. Tanpa simbol ini tidak mungkin untuk menentukan pada apa resistensi itu bergantung - UGO serupa memiliki, misalnya, varistor (resistensi ditentukan oleh tegangan yang diberikan) dan elemen lainnya.
Terkadang simbol tambahan diletakkan di UGO, yang mendefinisikan kategori termistor:
- NTC untuk sel dengan TCS negatif;
- PTC untuk posistor.
Karakteristik ini terkadang ditunjukkan oleh panah:
- searah untuk PTC;
- Multidirectional untuk NTC.
Penunjukan huruf mungkin berbeda - R, RK, TH, dll.
Cara Menguji Fungsionalitas Termistor
Tes pertama termistor adalah mengukur resistansi nominal dengan multimeter biasa. Jika diukur pada suhu kamar, yang tidak jauh berbeda dari +25 ° C, maka resistansi yang diukur tidak boleh berbeda secara signifikan dari yang ditunjukkan pada kasing atau dalam dokumentasi.
Jika suhu sekitar lebih tinggi atau lebih rendah dari nilai yang ditentukan, koreksi kecil harus dilakukan.
Anda dapat mencoba mengambil karakteristik suhu termistor - untuk membandingkannya dengan yang diberikan dalam dokumentasi atau merekonstruksinya untuk elemen yang tidak diketahui asalnya.
Ada tiga suhu yang tersedia untuk dibuat dengan akurasi yang cukup tanpa alat ukur:
- es yang mencair (dapat diambil dari lemari es) - sekitar 0 °C;
- tubuh manusia - sekitar 36 °C;
- air mendidih - sekitar 100 °C.
Menurut poin-poin ini Anda dapat menggambar perkiraan ketergantungan resistansi pada suhu, tetapi untuk posistor mungkin tidak berfungsi - pada grafik TCS mereka, ada area di mana R tidak ditentukan oleh suhu (di bawah suhu referensi). Jika termometer tersedia, Anda dapat mengambil karakteristik dengan beberapa poin - menurunkan termistor dalam air dan memanaskannya. Setiap 15...20 derajat Anda perlu mengukur hambatan dan menandai nilai pada diagram. Jika perlu membaca parameter di atas 100 derajat, oli (misalnya oli mobil atau oli transmisi) dapat digunakan sebagai pengganti air.
Gambar tersebut menunjukkan dependensi suhu khas dari resistensi: garis padat untuk PTC, garis putus-putus untuk NTC.
Di mana menggunakan
Aplikasi termistor yang paling jelas adalah sebagai sensor suhu. Baik termistor NTC dan PTC cocok untuk tujuan ini. Anda hanya perlu memilih elemen sesuai dengan area kerja dan memperhitungkan karakteristik termistor pada alat pengukur.
Anda dapat membangun relai termal - ketika resistansi (lebih tepatnya, tegangan jatuh di atasnya) dibandingkan dengan nilai yang telah ditentukan, dan ketika ambang batas terlampaui, output dialihkan. Perangkat semacam itu dapat digunakan sebagai perangkat kontrol termal atau detektor kebakaran.Pembuatan pengukur suhu didasarkan pada fenomena pemanasan tidak langsung - ketika termistor dipanaskan oleh sumber eksternal.
Juga, pemanasan langsung digunakan dalam penggunaan termistor - termistor dipanaskan oleh arus yang mengalir melaluinya. Resistor NTC dengan cara ini dapat digunakan untuk membatasi arus - mis. saat mengisi kapasitor dengan kapasitansi tinggi saat dihidupkan, serta untuk membatasi arus awal motor, dll. Elemen yang bergantung pada termal memiliki resistansi tinggi saat dingin. Ketika kapasitor terisi sebagian (atau motor berada pada kecepatan nominal), termistor memiliki waktu untuk memanaskan arus yang mengalir, resistansinya akan turun, dan tidak akan lagi mempengaruhi pengoperasian rangkaian.
Dengan cara yang sama, Anda dapat memperpanjang umur lampu pijar dengan memasukkan termistor secara seri. Dia akan membatasi arus pada saat yang paling sulit - ketika tegangan dihidupkan (ini adalah saat sebagian besar bohlam gagal). Setelah pemanasan, itu tidak akan mempengaruhi lampu lagi.
Sebaliknya, termistor dengan karakteristik positif digunakan untuk melindungi motor listrik selama operasi. Jika arus belitan naik karena motor macet atau beban poros yang berlebihan, resistor PTC akan memanas dan membatasi arus itu.
Termistor dengan PTC negatif juga dapat digunakan sebagai kompensator panas untuk komponen lain. Misalnya, jika Anda memasang termistor NTC secara paralel dengan resistor pengaturan mode transistor dengan TCR positif, perubahan suhu akan mempengaruhi setiap elemen dengan cara yang berlawanan. Akibatnya, efek suhu dikompensasi, dan titik operasi transistor tidak akan bergeser.
Ada perangkat gabungan yang disebut termistor yang dipanaskan secara tidak langsung. Elemen seperti itu memiliki elemen yang bergantung pada suhu dan pemanas di rumah yang sama. Ada kontak termal di antara mereka, tetapi mereka terisolasi secara galvanis.Dengan mengubah arus melalui pemanas, resistansi dapat dikontrol.
Termistor dengan karakteristik yang berbeda banyak digunakan dalam teknologi. Selain aplikasi standar, ruang lingkup pekerjaan mereka dapat diperluas. Semuanya hanya dibatasi oleh imajinasi dan kualifikasi pengembang.
Artikel terkait:
