कोणत्याही कंडक्टरचा प्रतिकार सामान्यतः तापमानावर अवलंबून असतो. धातूंची प्रतिकारशक्ती उष्णतेने वाढते. भौतिकशास्त्राच्या दृष्टीने, हे क्रिस्टल जाळीच्या घटकांच्या थर्मल कंपनांच्या मोठेपणामध्ये वाढ आणि इलेक्ट्रॉनच्या दिशात्मक प्रवाहाच्या प्रतिकारात वाढ द्वारे स्पष्ट केले आहे. गरम झाल्यावर इलेक्ट्रोलाइट्स आणि सेमीकंडक्टरचा प्रतिकार कमी होतो - हे इतर प्रक्रियांद्वारे स्पष्ट केले जाते.
सामग्री
थर्मिस्टर तत्त्व
बर्याच बाबतीत, प्रतिकार वि तापमानाची घटना हानिकारक आहे. उदाहरणार्थ, तापलेल्या दिव्याच्या फिलामेंटचा कमी प्रतिकार थंडीमुळे चालू असताना तो जळतो. गरम किंवा थंड झाल्यावर कायम प्रतिरोधकांचे प्रतिकार मूल्य बदलल्याने सर्किट पॅरामीटर्समध्ये बदल होतात.
डेव्हलपर्स कमी झालेल्या टीसीआरसह प्रतिरोधक तयार करून या घटनेशी लढत आहेत - प्रतिरोधक तापमान गुणांक. असे घटक पारंपारिक घटकांपेक्षा अधिक महाग आहेत. परंतु असे इलेक्ट्रॉनिक घटक आहेत, ज्यामध्ये तापमानावरील प्रतिरोधकतेचे अवलंबित्व उच्चारले जाते आणि सामान्य केले जाते. या घटकांना थर्मोरेसिस्टर किंवा थर्मिस्टर म्हणतात.
थर्मिस्टर्सचे प्रकार आणि डिझाइन
तापमानातील बदलांच्या प्रतिक्रियेनुसार थर्मिस्टर्सना दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागले जाऊ शकते:
- गरम झाल्यावर प्रतिकार कमी झाल्यास, अशा थर्मिस्टर म्हणतात एनटीसी थर्मिस्टर्स (प्रतिरोधाच्या नकारात्मक तापमान गुणांकासह);
- गरम झाल्यावर प्रतिकार वाढल्यास, थर्मिस्टरमध्ये सकारात्मक टीसीएस (पीटीसी-वैशिष्ट्यपूर्ण) असतो - अशा घटकांना देखील म्हणतात. पोस्टिस्टर्स.
थर्मिस्टरचा प्रकार ज्या सामग्रीपासून थर्मिस्टर बनविला जातो त्याच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केला जातो. धातू गरम झाल्यावर प्रतिरोधक क्षमता वाढवतात, म्हणून त्यांच्या आधारावर (किंवा अधिक स्पष्टपणे, धातूच्या ऑक्साईडच्या आधारावर) सकारात्मक TCS सह थर्मोरेसिस्टन्स तयार केले जातात. सेमीकंडक्टरमध्ये उलट अवलंबित्व असते, म्हणून ते एनटीसी-सेल्स तयार करण्यासाठी वापरले जातात. नकारात्मक TKC सह थर्मोस्टॅटिक घटक सैद्धांतिकदृष्ट्या इलेक्ट्रोलाइट्सच्या आधारे बनवले जाऊ शकतात, परंतु हे प्रकार सराव मध्ये अत्यंत गैरसोयीचे आहे. प्रयोगशाळा संशोधन हे त्याचे वैशिष्ट्य आहे.
थर्मिस्टर्सची रचना वेगळी असू शकते. ते दोन शिशांसह सिलेंडर, मणी, वॉशर इत्यादी स्वरूपात येतात (जसे पारंपारिक प्रतिरोधक). आपण कामाच्या ठिकाणी स्थापनेसाठी सर्वात सोयीस्कर फॉर्म निवडू शकता.
मुख्य वैशिष्ट्ये
कोणत्याही थर्मिस्टरचे सर्वात महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे तापमान गुणांक प्रतिरोधक (TCR). हे 1 डिग्री केल्विनने गरम किंवा थंड केल्यावर प्रतिकार किती बदलतो हे सूचित करते.
अंश केल्विनमध्ये व्यक्त केलेले तापमान बदल अंश सेल्सिअसमधील बदलासारखे असले तरी, थर्मोरेसिस्टर अजूनही केल्विनमध्ये वैशिष्ट्यीकृत आहेत. हे गणनेमध्ये स्टीनहार्ट-हार्ट समीकरणाच्या व्यापक वापरामुळे आहे आणि त्यात के तापमानाचा समावेश आहे.
NTC प्रकारच्या थर्मिस्टर्ससाठी TCS नकारात्मक आहे आणि पोस्टिस्टर्ससाठी सकारात्मक आहे.
आणखी एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे प्रतिकार रेटिंग. हे 25 °C वर प्रतिरोध मूल्य आहे.हे पॅरामीटर्स जाणून घेतल्यास, विशिष्ट सर्किटमध्ये थर्मिस्टरची लागूता निश्चित करणे सोपे आहे.
थर्मिस्टर्सच्या वापरासाठी देखील महत्त्वाचे म्हणजे नाममात्र आणि कमाल ऑपरेटिंग व्होल्टेज. पहिला पॅरामीटर कोणत्या व्होल्टेजवर घटक जास्त काळ काम करू शकतो हे ठरवतो, तर दुसरा पॅरामीटर त्यावरील व्होल्टेज ठरवतो ज्यावर थर्मिस्टरच्या कामगिरीची खात्री नसते.
पोझिस्टरसाठी, एक महत्त्वाचा पॅरामीटर संदर्भ तापमान आहे - प्रतिरोध-उष्णता आकृतीवरील बिंदू ज्यावर वैशिष्ट्यपूर्ण फ्रॅक्चर होते. हे पीटीसी प्रतिकाराची ऑपरेटिंग श्रेणी निर्धारित करते.
थर्मिस्टर निवडताना त्याच्या तापमान श्रेणीकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे. निर्मात्याने निर्दिष्ट केलेल्या क्षेत्राच्या बाहेर, त्याचे वैशिष्ट्य प्रमाणित नाही (यामुळे उपकरणे खराब होऊ शकतात) किंवा थर्मिस्टर तेथे अजिबात कार्य करत नाही.
आकृती १.
थर्मिस्टरच्या योजनांमध्ये सीएसआर किंचित भिन्न असू शकतो, परंतु थर्मिस्टरचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे चिन्ह t रेझिस्टरसाठी आयताच्या पुढे. या चिन्हाशिवाय प्रतिकार कशावर अवलंबून आहे हे निर्धारित करणे अशक्य आहे - समान यूजीओ आहेत, उदाहरणार्थ, varistors (प्रतिरोध लागू व्होल्टेजद्वारे निर्धारित केला जातो) आणि इतर घटक.
कधीकधी UGO वर अतिरिक्त चिन्ह ठेवले जाते, जे थर्मिस्टरची श्रेणी परिभाषित करते:
- NTC नकारात्मक TCS असलेल्या पेशींसाठी;
- पीटीसी पोस्टिस्टर्ससाठी.
हे वैशिष्ट्य कधीकधी बाणांद्वारे दर्शविले जाते:
- PTC साठी दिशाहीन;
- NTC साठी मल्टीडायरेक्शनल.
पत्र पदनाम भिन्न असू शकते - आर, आरके, टीएच, इ.
कार्यक्षमतेसाठी थर्मिस्टरची चाचणी कशी करावी
थर्मिस्टरची पहिली चाचणी म्हणजे सामान्य मल्टीमीटरने नाममात्र प्रतिकार मोजणे. खोलीच्या तपमानावर मोजले असल्यास, जे +25 डिग्री सेल्सियसपेक्षा फारसे वेगळे नाही, तर मोजलेले प्रतिकार केस किंवा दस्तऐवजीकरणात दर्शविलेल्यापेक्षा लक्षणीय भिन्न असू नये.
सभोवतालचे तापमान निर्दिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त किंवा कमी असल्यास, एक लहान सुधारणा करणे आवश्यक आहे.
आपण थर्मिस्टरचे तापमान वैशिष्ट्य घेण्याचा प्रयत्न करू शकता - दस्तऐवजीकरणात दिलेल्या एकाशी तुलना करण्यासाठी किंवा अज्ञात उत्पत्तीच्या घटकासाठी त्याची पुनर्रचना करण्यासाठी.
मोजमाप यंत्रांशिवाय पुरेशा अचूकतेसह तयार करण्यासाठी तीन तापमान उपलब्ध आहेत:
- वितळणारा बर्फ (रेफ्रिजरेटरमधून घेतला जाऊ शकतो) - सुमारे 0 डिग्री सेल्सियस;
- मानवी शरीर - सुमारे 36 डिग्री सेल्सियस;
- उकळते पाणी - सुमारे 100 डिग्री सेल्सियस.
या बिंदूंनुसार आपण तापमानावरील प्रतिकाराचे अंदाजे अवलंबित्व काढू शकता, परंतु पोझिस्टरसाठी ते कार्य करू शकत नाही - त्यांच्या TCS च्या आलेखावर, असे क्षेत्र आहेत जेथे R तापमानाने (संदर्भ तापमानाच्या खाली) निर्धारित केले जात नाही. थर्मोमीटर उपलब्ध असल्यास, आपण अनेक बिंदूंनी एक वैशिष्ट्य घेऊ शकता - थर्मिस्टर पाण्यात कमी करणे आणि ते गरम करणे. प्रत्येक 15...20 अंशांनी तुम्हाला प्रतिकार मोजण्याची आणि आकृतीवर मूल्य चिन्हांकित करणे आवश्यक आहे. 100 अंशांपेक्षा जास्त पॅरामीटर्स वाचणे आवश्यक असल्यास, पाण्याऐवजी तेल (उदा. कार ऑइल किंवा ट्रान्समिशन ऑइल) वापरले जाऊ शकते.
आकृती रेझिस्टन्सचे ठराविक तापमान अवलंबित्व दाखवते: PTC साठी ठोस रेषा, NTC साठी डॅश लाइन.
कुठे वापरायचे
थर्मिस्टर्सचा सर्वात स्पष्ट अनुप्रयोग आहे तापमान सेन्सर्स. NTC आणि PTC दोन्ही थर्मिस्टर्स या उद्देशासाठी योग्य आहेत. आपल्याला फक्त कार्यरत क्षेत्रानुसार घटक निवडण्याची आणि मोजमाप यंत्रातील थर्मिस्टर वैशिष्ट्य लक्षात घेणे आवश्यक आहे.
आपण थर्मल रिले तयार करू शकता - जेव्हा प्रतिकार (अधिक अचूकपणे, व्होल्टेज ड्रॉप) पूर्वनिर्धारित मूल्याशी तुलना केली जाते आणि जेव्हा थ्रेशोल्ड ओलांडला जातो तेव्हा आउटपुट स्विच केले जाते. असे उपकरण थर्मल कंट्रोल डिव्हाइस किंवा फायर डिटेक्टर म्हणून वापरले जाऊ शकते.तापमान मीटरची निर्मिती अप्रत्यक्ष हीटिंगच्या घटनेवर आधारित आहे - जेव्हा थर्मिस्टर बाह्य स्त्रोताद्वारे गरम केले जाते.
तसेच, थर्मिस्टरच्या वापरामध्ये थेट हीटिंगचा वापर केला जातो - थर्मिस्टर त्यातून वाहणार्या विद्युत् प्रवाहाने गरम केले जाते. अशा प्रकारे एनटीसी प्रतिरोधकांचा वापर विद्युत प्रवाह मर्यादित करण्यासाठी केला जाऊ शकतो - उदा. उच्च कॅपेसिटन्ससह कॅपेसिटर चार्ज करताना, चालू असताना, तसेच मोटर्सचा प्रारंभ करंट मर्यादित करण्यासाठी, इ. थंड असताना थर्मल-अवलंबित घटकांना उच्च प्रतिकार असतो. जेव्हा कॅपेसिटर अंशतः चार्ज केला जातो (किंवा मोटर नाममात्र वेगात असतो), तेव्हा थर्मिस्टरला वाहते प्रवाह गरम करण्यासाठी वेळ असतो, त्याचा प्रतिकार कमी होईल आणि त्याचा सर्किटच्या ऑपरेशनवर यापुढे परिणाम होणार नाही.
तशाच प्रकारे, आपण एका तापदायक दिव्याचे आयुष्य त्याच्यासह मालिकेत थर्मिस्टर समाविष्ट करून वाढवू शकता. तो सर्वात कठीण क्षणी वर्तमान मर्यादित करेल - जेव्हा व्होल्टेज चालू असेल (जेव्हा बहुतेक बल्ब अयशस्वी होतात). ते गरम झाल्यानंतर, त्याचा दिव्यावर परिणाम होणार नाही.
याउलट, ऑपरेशन दरम्यान इलेक्ट्रिक मोटर्सचे संरक्षण करण्यासाठी सकारात्मक वैशिष्ट्य असलेले थर्मिस्टर्स वापरले जातात. जर मोटार जॅम किंवा जास्त शाफ्ट लोडमुळे वळणाचा प्रवाह वाढला, तर PTC रेझिस्टर गरम होईल आणि तो प्रवाह मर्यादित करेल.
नकारात्मक पीटीसी असलेले थर्मिस्टर्स इतर घटकांसाठी उष्णता भरपाई म्हणून देखील वापरले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, जर तुम्ही पॉझिटिव्ह टीसीआरसह ट्रान्झिस्टर मोड-सेटिंग रेझिस्टरच्या समांतर एनटीसी थर्मिस्टर स्थापित केले, तर तापमान बदल प्रत्येक घटकावर उलट परिणाम करेल. परिणामी, तपमानाच्या प्रभावाची भरपाई केली जाते आणि ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट बदलणार नाही.
अप्रत्यक्षपणे गरम केलेले थर्मिस्टर्स नावाची एकत्रित उपकरणे आहेत. अशा घटकामध्ये तापमान-आश्रित घटक आणि त्याच गृहनिर्माणमध्ये एक हीटर असतो. त्यांच्यामध्ये थर्मल संपर्क आहे, परंतु ते गॅल्व्हॅनिकली विलग आहेत.हीटरद्वारे विद्युत् प्रवाह बदलून, प्रतिकार नियंत्रित केला जाऊ शकतो.
विविध वैशिष्ट्यांसह थर्मिस्टर्स तंत्रज्ञानामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. मानक अनुप्रयोगांव्यतिरिक्त, त्यांच्या कार्याची व्याप्ती वाढविली जाऊ शकते. सर्व काही केवळ विकासकाच्या कल्पनाशक्ती आणि पात्रतेद्वारे मर्यादित आहे.
संबंधित लेख:
