Отпор било ког проводника углавном зависи од температуре. Отпор метала расте са топлотом. Са становишта физике, ово се објашњава повећањем амплитуде топлотних вибрација елемената кристалне решетке и повећањем отпора кретању усмереног тока електрона. Отпор електролита и полупроводника се смањује када се загреју - то се објашњава другим процесима.
Садржај
Како ради термистор
У многим случајевима, феномен температурне зависности отпора је штетан. Дакле, низак отпор филамента жаруље са жарном нити у хладном стању узрокује сагоревање у тренутку укључивања. Промена вредности отпора фиксних отпорника током загревања или хлађења доводи до промене параметара кола.
Програмери се боре са овим феноменом, отпорници се производе са смањеним ТЦР - температурним коефицијентом отпора. Такви артикли су скупљи него обично. Али постоје такве електронске компоненте у којима је зависност отпора од температуре изражена и нормализована. Ови елементи се називају термистори (термички отпори) или термистори.
Врсте и уређај термистора
Термистори се могу поделити у две велике групе према њиховом одговору на промене температуре:
- ако отпор падне при загревању, такви термистори се називају НТЦ термистори (са негативним температурним коефицијентом отпора);
- ако се отпор повећава током загревања, онда термистор има позитиван ТЦР (ПТЦ карактеристика) - такви елементи се такође називају посисторс.
Тип термистора је одређен својствима материјала од којих су термистори направљени. Када се загреју, метали повећавају отпор, па се на њиховој основи (тачније, на бази металних оксида) производе топлотни отпори са позитивним ТЦР. Полупроводници имају инверзни однос, па се од њих праве НТЦ елементи. Термички зависни елементи са негативним ТЦР се теоретски могу направити на бази електролита, али је ова опција изузетно незгодна у пракси. Његова ниша су лабораторијска истраживања.
Дизајн термистора може бити различит. Производе се у облику цилиндара, перли, подложака итд. са два излаза (нпр конвенционални отпорник). Можете одабрати најпогоднији облик за уградњу на радно место.
Главне карактеристике
Најважнија карактеристика сваког термистора је његов температурни коефицијент отпора (ТЦР).Показује колико се отпор мења када се загреје или охлади за 1 степен Келвина.
Иако је промена температуре, изражена у степенима Келвина, једнака промени у степенима Целзијуса, Келвин се и даље користи у карактеристикама топлотног отпора. То је због широке употребе Стеинхарт-Хартове једначине у прорачунима, а она укључује температуру у К.
ТЦР је негативан за НТЦ термисторе и позитиван за ПТЦ термисторе.
Још једна важна карактеристика је номинални отпор. Ово је вредност отпора на 25°Ц. Познавајући ове параметре, лако је одредити применљивост топлотног отпора за одређено коло.
Такође, за употребу термистора важне су карактеристике као што су називни и максимални радни напон. Први параметар одређује напон на којем елемент може радити дуго времена, а други - напон изнад којег перформансе топлотног отпора нису загарантоване.
За посисторе, важан параметар је референтна температура - тачка на графикону зависности отпора од загревања, на којој се карактеристика мења. Дефинише радну област ПТЦ отпора.
Приликом избора термистора, морате обратити пажњу на његов температурни опсег. Изван подручја које је одредио произвођач, његова карактеристика није стандардизована (то може довести до грешака у раду опреме) или је термистор тамо генерално неисправан.
Условна графичка ознака
На дијаграмима, УГО термистора може се мало разликовати, али главни знак топлотног отпора је симбол т поред правоугаоника који симболизује отпорник.Без овог симбола немогуће је утврдити од чега зависи отпор – слични УГО имају нпр. варистора (отпор се одређује примењеним напоном) и другим елементима.
Понекад се на УГО примењује додатна ознака, која одређује категорију термистора:
- НТЦ за елементе са негативним ТЦС;
- ПТЦ за позисторе.
Ова карактеристика је понекад означена стрелицама:
- једносмерни за ПТЦ;
- вишесмерни за НТЦ.
Ознака слова може бити различита - Р, РК, ТХ итд.
Како проверити перформансе термистора
Прва провера термистора је мерење номиналног отпора конвенционалним мултиметром. Ако се мерење врши на собној температури, која се не разликује много од +25 ° Ц, онда измерени отпор не би требало да се значајно разликује од оног назначеног на кућишту или у документацији.
Ако је температура околине виша или нижа од наведене вредности, мора се извршити мала корекција.
Можете покушати да узмете температурну карактеристику термистора - да је упоредите са оном која је наведена у документацији или да је вратите за елемент непознатог порекла.
Постоје три температуре које су доступне са довољном тачношћу без мерних инструмената:
- топљење леда (може се узети у фрижидеру) - око 0 ° Ц;
- људско тело - око 36 ° Ц;
- врела вода - око 100 ° Ц.
Из ових тачака можете нацртати приближну зависност отпора од температуре, али за позисторе то можда неће радити - на графикону њиховог ТКС-а постоје области у којима Р није одређен температуром (испод референтне температуре).Ако постоји термометар, можете узети карактеристику на неколико тачака - спуштањем термистора у воду и загревањем. Сваких 15 ... 20 степени потребно је измерити отпор и исцртати вредност на графикону. Ако треба да узмете параметре изнад 100 степени, уместо воде можете користити уље (на пример, аутомобилско - моторно или мењачко).
На слици су приказане типичне зависности отпора од температуре - пуна линија за ПТЦ, испрекидана линија за НТЦ.
Где је то могуће
Најочигледнија употреба термистора је као температурни сензори. И НТЦ и ПТЦ термистори су погодни за ову сврху. Потребно је само одабрати елемент према радном подручју и узети у обзир карактеристику термистора у мерном уређају.
Можете направити термални релеј - када се отпор (тачније, пад напона на њему) упореди са датом вредношћу, а када се прекорачи праг, излаз се пребацује. Такав уређај се може користити као уређај за термичку контролу или као детектор пожара. Креирање мерача температуре заснива се на феномену индиректног загревања – када се термистор загрева из спољашњег извора.
Такође у области коришћења топлотних отпора користи се директно загревање - термистор се загрева струјом која пролази кроз њега. НТЦ отпорници се на овај начин могу користити за ограничавање струје – на пример, при пуњењу великих кондензатора када су укључени, као и за ограничавање стартне струје електромотора итд. У хладном стању, термички зависни елементи имају велики отпор.Када је кондензатор делимично напуњен (или мотор достигне своју номиналну брзину), термистор ће имати времена да се загреје струјом која тече, његов отпор ће пасти и више неће утицати на рад кола.
На исти начин, можете продужити животни век лампе са жарном нити укључивањем термистора у серију са њом. То ће ограничити струју у најтежем тренутку - када је напон укључен (у овом тренутку већина лампи не ради). Након загревања, то ће престати да утиче на лампу.
Напротив, за заштиту електромотора током рада користе се термистори са позитивном карактеристиком. Ако струја у колу намотаја порасте због застоја мотора или прекомерног оптерећења вратила, ПТЦ отпорник ће се загрејати и ограничити ову струју.
НТЦ термистори се такође могу користити као термички компензатори за друге компоненте. Дакле, ако је НТЦ термистор инсталиран паралелно са отпорником који поставља режим транзистора и има позитиван ТКС, онда ће промена температуре утицати на сваки елемент на супротан начин. Као резултат, ефекат температуре се компензује, а радна тачка транзистора се не помера.
Постоје комбиновани уређаји који се називају термистори са индиректним загревањем. Елемент који зависи од температуре и грејач налазе се у једном кућишту таквог елемента. Између њих постоји термички контакт, али су галвански изоловани. Променом струје кроз грејач, отпор се може контролисати.
Термистори са различитим карактеристикама се широко користе у инжењерству. Поред стандардних апликација, њихов обим рада се може проширити.Све је ограничено само маштом и квалификацијама програмера.
Слични чланци:
