✅ Терморезистор: пристрій, принцип роботи, призначення, види

Пристрій і види
NTC
PTC

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

При ремонті побутової техніки доводиться стикатися з великою різноманітністю деталей і компонентів. Часто новачки не знають, що таке терморезистор і якими вони бувають. Це напівпровідникові компоненти, опір яких змінюється під впливом температури. Завдяки цим властивостям вони знайшли широкий діапазон застосувань. Починаючи від термометрів, закінчуючи обмежувачами пускового струму. У цій статті ми відповімо на всі ваші запитання простими словами.

Пристрій і види

Терморезистор - це напівпровідниковий прилад, опір якого залежить від його температури. Залежно від типу елемента опір може підвищуватися або падати при нагріванні. Розрізняють два види терморезисторів:

NTC (Negative Temperature Coefficient) - з негативним температурним коефіцієнтом опору (ТКС). Часто їх називають «Термістори».
PTC (Positive Temperature Coefficient) - з позитивним ТКС. Їх також називають «позистора».

Важливо! Температурний коефіцієнт електричного опору - це залежність опору від температури. Описує, на скільки Ом або відсотків від номінальної величини змінюється опір елемента при підвищенні його температури на 1 градус Цельсія. Наприклад, у звичайних резисторів позитивний ТКС (при нагріванні опір провідників підвищується).

Терморезистор бувають низькотемпературними (до 170К), середньотемпературних (170-510К) і високотемпературними (900-1300К). Корпус елемента може бути виконаний з пластика, скла, металу або кераміки.

Умовне графічне позначення терморезисторов на схемі нагадує звичайні резистори, а відмінністю є лише те, що вони перекреслені смугою густо вказується буква t.

До речі, так позначаються будь-які резистори, опір яких змінюється під впливом навколишнього середовища, а рід впливають величин і вказується буквою, t - температура.

Основні характеристики:

Номінальний опір при 25 градусах Цельсія.
Максимальний струм або потужність розсіювання.
Інтервал робочих температур.
ТКС.

Цікавий факт: Терморезистор винайдений в 1930 році вченим Самюелем Рубеном.

Давайте докладніше розглянемо, як влаштований і для чого потрібен кожен з них.

NTC

Основні відомості

Опір NTC-терморезисторов зменшується при нагріванні, їх ТКС негативний. Залежність опору від температури зображена на графіку нижче.

Тут ви можете переконатися, що при нагріванні опір NTC-терморезистора зменшується.

Такі термістори виготовляють з напівпровідників. Принцип дії полягає в тому, що зі зростанням температури збільшується концентрація носіїв зарядів, електрони переходять в зону провідності. Крім напівпровідників використовуються оксиди перехідних металів.

Зверніть увагу на такий параметр як бета-коефіцієнт. Враховується при використанні терморезистора для вимірювання температури, для усереднення графіка опору від температури і проведення розрахунків за допомогою мікроконтролерів. Бета-рівняння для наближення кривої зміни опору термістора ви бачите нижче.

Цікаво: в більшості випадків термістори використовують в діапазоні температур 25-200 градусів Цельсія. Відповідно можуть використовуватися для вимірювань в цих діапазонах, в той час як термопари працюють і при 600 градусах Цельсія.

де використовується

Терморезистори з негативним ТКС часто використовують для обмеження пускових струмів електродвигунів, пускових реле, для захисту від перегріву літієвих акумуляторів і в блоках харчування для зменшення зарядних струмів вхідного фільтра (ємнісного).

На схемі вище наведений приклад використання термистора в блоці живлення. Таке застосування називається прямим нагрівом (коли елемент сам розігрівається при протіканні струму через нього). На платі блоку живлення NTC-резистор виглядає наступним чином.

На малюнку нижче ви бачите, як виглядає NTC-терморезистор. Він може відрізнятися розмірами, формою, а рідше і кольором, найпоширеніший - це зелений, синій і чорний.

Обмеження пускового струму електродвигунів за допомогою NTC-термістора набуло широкого поширення в побутовій техніці завдяки простоті реалізації. Відомо, що під час пуску двигуна він може споживати струм в рази і десятки разів перевищує його номінальне споживання, особливо якщо двигун пускається не в холосту, а під навантаженням.

Принцип роботи такої схеми:

Коли термистор холодний його опір великий, ми включаємо двигун і струм в ланцюзі обмежується активним опором термістора. Поступово відбувається розігрів цього елемента і його опір падає, а двигун виходить на робочий режим. Термістор підбирається таким чином, щоб в гарячому стані опір було наближено до нуля. На фото нижче ви бачите згорілий терморезистор на платі м'ясорубки Zelmer, де і використовується таке рішення.

Недолік цієї конструкції полягає в тому, що при повторному пуску, коли термистор ще не охолов - обмеження струму не відбувається.

Є не зовсім звичне аматорське застосування терморезистора для захисту ламп розжарювання. На схемі нижче зображено варіант обмеження сплеску струму при включенні таких лампочок.

Якщо терморезистор використовується для вимірювання температури - такий режим роботи називають непрямим нагріванням, тобто він нагрівається від зовнішнього джерела тепла.

Цікаво: у терморезисторов немає полярності, так що їх можна використовувати як в ланцюгах постійного, так і змінного струму не побоюючись переполюсовкі.

маркування

Терморезистор можуть маркуватися як літерним способом, так і містити кольорове маркування у вигляді кіл, кілець або смуг. При цьому розрізняють безліч способів буквеної маркування - це залежить від виробника і типу конкретного елемента. Один із варіантів:

На практиці, якщо він застосовується для обмеження пускового струму найчастіше зустрічаються дискові термістори, які маркуються так:

5D-20

Де перша цифра позначає опір при 25 градусах Цельсія - 5 Ом, а «20» - діаметр, чим він більший - тим більшу потужність він може розсіяти. Приклад такого ви бачите на малюнку нижче:

Для розшифровки кольорового маркування можна скористатися таблицею, зображеної нижче.

Через велику кількість варіантів маркування можна помилитися в розшифровці, тому для точності розшифровки краще шукати технічну документацію до конкретного компоненту на сайті виробника.