Hambatan dari setiap konduktor umumnya tergantung pada suhu. Resistansi logam meningkat dengan panas. Dari sudut pandang fisika, ini dijelaskan oleh peningkatan amplitudo getaran termal elemen kisi kristal dan peningkatan resistensi terhadap pergerakan aliran elektron terarah. Resistansi elektrolit dan semikonduktor berkurang saat dipanaskan - ini dijelaskan oleh proses lain.
Isi
Cara kerja termistor
Dalam banyak kasus, fenomena ketergantungan suhu resistensi berbahaya. Jadi, resistansi rendah dari filamen lampu pijar dalam keadaan dingin menyebabkan pemadaman pada saat dinyalakan. Mengubah nilai resistansi resistor tetap selama pemanasan atau pendinginan menyebabkan perubahan parameter rangkaian.
Pengembang berjuang dengan fenomena ini, resistor diproduksi dengan TCR yang dikurangi - koefisien suhu resistansi. Barang-barang seperti itu lebih mahal dari biasanya. Tetapi ada komponen elektronik seperti itu di mana ketergantungan resistansi pada suhu diucapkan dan dinormalisasi. Elemen-elemen ini disebut termistor (resistensi termal) atau termistor.
Jenis dan perangkat termistor
Termistor dapat dibagi menjadi dua kelompok besar menurut responsnya terhadap perubahan suhu:
- jika resistansi turun saat dipanaskan, termistor semacam itu disebut termistor NTC (dengan koefisien resistansi suhu negatif);
- jika resistansi meningkat selama pemanasan, maka termistor memiliki TCR positif (karakteristik PTC) - elemen seperti itu juga disebut posistor.
Jenis termistor ditentukan oleh sifat-sifat bahan dari mana termistor dibuat. Ketika dipanaskan, logam meningkatkan resistansi, oleh karena itu, atas dasar mereka (lebih tepatnya, berdasarkan oksida logam), resistansi termal dengan TCR positif dihasilkan. Semikonduktor memiliki hubungan terbalik, jadi elemen NTC dibuat darinya. Elemen yang bergantung secara termal dengan TCR negatif secara teoritis dapat dibuat berdasarkan elektrolit, tetapi opsi ini sangat merepotkan dalam praktiknya. Nichenya adalah penelitian laboratorium.
Desain termistor bisa berbeda. Mereka diproduksi dalam bentuk silinder, manik-manik, mesin cuci, dll. dengan dua output (seperti 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).Ini menunjukkan seberapa besar hambatan berubah ketika dipanaskan atau didinginkan oleh 1 derajat Kelvin.
Meskipun perubahan suhu, yang dinyatakan dalam derajat Kelvin, sama dengan perubahan derajat Celcius, Kelvin masih digunakan dalam karakteristik ketahanan termal. Hal ini disebabkan meluasnya penggunaan persamaan Steinhart-Hart dalam perhitungan, dan itu termasuk suhu dalam K.
TCR negatif untuk termistor NTC dan positif untuk termistor PTC.
Karakteristik penting lainnya adalah resistansi nominal. Ini adalah nilai resistansi pada 25 ° C. Mengetahui parameter ini, mudah untuk menentukan penerapan resistansi termal untuk sirkuit tertentu.
Juga, untuk penggunaan termistor, karakteristik seperti tegangan operasi pengenal dan maksimum adalah penting. Parameter pertama menentukan tegangan di mana elemen dapat beroperasi untuk waktu yang lama, dan yang kedua - tegangan di atas mana kinerja ketahanan termal tidak dijamin.
Untuk posistor, parameter penting adalah suhu referensi - titik pada grafik ketergantungan resistansi pada pemanasan, di mana karakteristik berubah. Ini mendefinisikan area kerja resistensi PTC.
Saat memilih termistor, Anda perlu memperhatikan kisaran suhunya. Di luar area yang ditentukan oleh pabrikan, karakteristiknya tidak standar (ini dapat menyebabkan kesalahan dalam pengoperasian peralatan) atau termistor umumnya tidak dapat dioperasikan di sana.
Penunjukan grafis bersyarat
Pada diagram, UGO termistor mungkin sedikit berbeda, tetapi tanda utama hambatan termal adalah simbol t di sebelah persegi panjang yang melambangkan 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 penunjukan tambahan diterapkan pada UGO, yang menentukan kategori termistor:
- NTC untuk elemen dengan TCS negatif;
- PTC untuk posistor.
Karakteristik ini terkadang ditunjukkan oleh panah:
- searah untuk PTC;
- multi arah untuk NTC.
Penunjukan huruf bisa berbeda - R, RK, TH, dll.
Cara memeriksa termistor untuk kinerja
Pemeriksaan termistor pertama adalah mengukur resistansi nominal dengan multimeter konvensional. Jika pengukuran dilakukan 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 ditentukan dalam dokumentasi atau mengembalikannya 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 di lemari es) - sekitar 0 ° C;
- tubuh manusia - sekitar 36 ° C;
- air mendidih - sekitar 100 ° C.
Dari titik-titik ini, Anda dapat menggambar perkiraan ketergantungan resistansi pada suhu, tetapi untuk posistor ini mungkin tidak berfungsi - pada grafik TKS mereka, ada area di mana R tidak ditentukan oleh suhu (di bawah suhu referensi).Jika ada termometer, Anda dapat mengambil karakteristik di beberapa titik - dengan menurunkan termistor ke dalam air dan memanaskannya. Setiap 15 ... 20 derajat, perlu untuk mengukur resistansi dan memplot nilainya pada grafik. Jika Anda perlu mengambil parameter di atas 100 derajat, alih-alih air, Anda dapat menggunakan oli (misalnya, otomotif - motor atau transmisi).
Gambar tersebut menunjukkan ketergantungan khas resistensi pada suhu - garis solid untuk PTC, garis putus-putus untuk NTC.
Mana yang berlaku
Penggunaan 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 mempertimbangkan karakteristik termistor pada alat pengukur.
Anda dapat membangun relai termal - ketika resistansi (lebih tepatnya, tegangan jatuh di atasnya) dibandingkan dengan nilai yang diberikan, dan ketika ambang batas terlampaui, output beralih. Perangkat semacam itu dapat digunakan sebagai perangkat kontrol termal atau detektor kebakaran. Pembuatan pengukur suhu didasarkan pada fenomena pemanasan tidak langsung - ketika termistor dipanaskan dari sumber eksternal.
Juga di bidang penggunaan resistansi termal, pemanasan langsung digunakan - termistor dipanaskan oleh arus yang melewatinya. Resistor NTC dapat digunakan dengan cara ini untuk membatasi arus - misalnya, saat mengisi kapasitor besar saat dihidupkan, serta untuk membatasi arus awal motor listrik, dll. Dalam keadaan dingin, elemen yang bergantung secara termal memiliki resistansi yang besar.Ketika kapasitor terisi sebagian (atau motor mencapai kecepatan pengenalnya), termistor akan memiliki waktu untuk memanas dengan arus yang mengalir, resistansinya akan turun, dan tidak akan lagi mempengaruhi pengoperasian sirkuit.
Dengan cara yang sama, Anda dapat memperpanjang umur lampu pijar dengan memasukkan termistor secara seri. Ini akan membatasi arus pada saat yang paling sulit - ketika tegangan dihidupkan (saat inilah sebagian besar lampu mati). Setelah pemanasan, itu akan berhenti mempengaruhi lampu.
Sebaliknya, termistor dengan karakteristik positif digunakan untuk melindungi motor listrik selama operasi. Jika arus pada rangkaian belitan naik karena motor mati atau beban poros berlebihan, resistor PTC akan memanas dan membatasi arus ini.
Termistor NTC juga dapat digunakan sebagai kompensator termal untuk komponen lain. Jadi, jika termistor NTC dipasang paralel dengan resistor yang mengatur mode transistor dan memiliki TKS positif, maka perubahan suhu akan mempengaruhi setiap elemen secara berlawanan. Akibatnya, efek suhu dikompensasi, dan titik operasi transistor tidak bergeser.
Ada perangkat gabungan yang disebut termistor dengan pemanasan tidak langsung. Elemen yang bergantung pada suhu dan pemanas terletak di satu rumah elemen tersebut. Ada kontak termal di antara mereka, tetapi mereka terisolasi secara galvanis. Dengan memvariasikan arus yang melalui pemanas, resistansi dapat dikontrol.
Termistor dengan karakteristik yang berbeda banyak digunakan dalam rekayasa. Selain aplikasi standar, ruang lingkup pekerjaan mereka dapat diperluas.Semuanya hanya dibatasi oleh imajinasi dan kualifikasi pengembang.
Artikel serupa:
