Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
При ремонта на домакинските уреди трябва да се работи с голямо разнообразие от части и компоненти. Често начинаещите не знаят какво е термистор и какви са. Това са полупроводникови елементи, чието съпротивление се променя под въздействието на температурата. Благодарение на тези свойства те намират широк спектър от приложения. Започвайки от термометри, завършващи ограничители на пусковия ток. В тази статия ще отговорим на всички ваши въпроси с прости думи.Устройство и видове
Термисторът е полупроводниково устройство, чието съпротивление зависи от неговата температура. В зависимост от вида на елемента, съпротивлението може да се повиши или да падне при нагряване. Има два вида термистори:
- NTC (Коеф. Отрицателна температура) - с отрицателен температурен коефициент на съпротивление (TKS). Често те се наричат "Термистори".
- PTC (позитивен температурен коефициент) - с положителен TKS. Те се наричат още "Позистори".
Важно е! Температурният коефициент на електрическо съпротивление е зависимостта на съпротивлението от температурата. Описва колко ома или процент от номиналната стойност променя съпротивлението на елемент, когато неговата температура се повиши с 1 градус по Целзий. Например конвенционалните резистори имат положителен ТКС (при нагряване съпротивлението на проводниците се увеличава).
Термисторите са с ниска температура (до 170K), средна температура (170-510K) и висока температура (900-1300K). Тялото на елемента може да бъде направено от пластмаса, стъкло, метал или керамика.
Условното графично обозначение на термисторите на веригата наподобява обикновени резистори, като единствената разлика е, че те са зачеркнати с ивица и буквата t е посочена до нея.
Между другото, всички резистори са обозначени по този начин, чието съпротивление се променя под влиянието на околната среда, а родът на действащите величини се обозначава с буквата, t е температурата.
Основни функции:
- Номинално съпротивление при 25 градуса по Целзий.
- Максимален ток или разсейване на мощността.
- Интервални работни температури.
- TKS.
Интересен факт : Термисторът е изобретен през 1930 г. от учения Самуел Рубен.
Нека погледнем по-отблизо как работи и какво е за всеки от тях.
NTC
Основна информация
Съпротивлението на NTC-термистори намалява при нагряване, ТКС е отрицателен. Зависимостта на съпротивлението от температурата е изобразена на графиката по-долу.
Тук можете да се уверите, че съпротивлението на NTC термистор намалява при нагряване.
Такива термистори са направени от полупроводници. Принципът на действие се състои във факта, че с повишаването на температурата концентрацията на носителите на заряд се увеличава, електроните преминават в проводима зона. Освен полупроводници се използват и оксиди на преходни метали.
Обърнете внимание на този параметър като коефициент на бета. Той се взема предвид при използването на термистор за измерване на температурата, за осредняване на графика на съпротивление срещу температура и за извършване на изчисления с помощта на микроконтролери. Бета-уравнение за приближаване на кривата на промяна на съпротивлението на термистора, която виждате по-долу.
Интересно: в повечето случаи термисторите се използват в температурния диапазон от 25-200 градуса по Целзий. Съответно, те могат да се използват за измервания в тези диапазони, докато термодвойките работят при 600 градуса по Целзий.
Когато се използва
Отрицателните термистори на ТКС често се използват за ограничаване на пусковите токове на електрически двигатели, стартови релета, за защита срещу прегряване на литиеви батерии и в захранващи устройства, за да се намалят зарядните токове на входния филтър (капацитивен).
Диаграмата по-горе показва пример за използване на термистор в захранващо устройство. Такова приложение се нарича пряко отопление (когато самият елемент се нагрява, когато през него тече ток). На платката за захранване, NTC резисторът е както следва.
На изображението по-долу можете да видите как изглежда един NTC термистор. Тя може да се различава по размер, форма и по-рядко в цвят, най-често - зелена, синя и черна.
Ограничаването на пусковия ток на електродвигатели с NTC термистор е широко разпространено в домакинските уреди поради лесната му реализация. Известно е, че когато двигателят е пуснат, той може да консумира ток многократно и десетки пъти неговата номинална консумация, особено ако двигателят не работи в празен ход, а под товар.
Принципът на тази схема:
Когато терморезисторът е студен, неговото съпротивление е високо, включваме двигателя и токът в веригата е ограничен от активното съпротивление на термистора. Постепенно настъпва нагряването на този елемент и неговото съпротивление пада, а двигателят преминава в работен режим. Термисторът е избран така, че в горещото състояние съпротивлението да е близо до нула. На снимката по-долу ще видите изгорял термистор на борда на месомелачката Zelmer, където се използва този разтвор.
Недостатъкът на този дизайн е, че когато рестартирате, когато термисторът е все още горещ, ограничението на тока не се случва.
Не е обичайното аматьорско приложение на термистор за защита на крушките с нажежаема жичка. Диаграмата по-долу показва вариант за ограничаване на нарастването на тока, когато тези крушки са включени.
Ако за измерване на температурата се използва термистор, този режим на работа се нарича индиректно отопление, т.е. То се нагрява от външен източник на топлина.
Интересно е, че термисторите нямат полярност, така че могат да се използват както в преките, така и в променливите токови вериги без страх от обръщане на полярността.
маркиране
Термисторите могат да бъдат обозначени с букви или да съдържат цветни маркировки под формата на кръгове, пръстени или ивици. В същото време има много различни начини за написване - това зависи от производителя и вида на конкретния артикул. Една от опциите:
На практика, ако се използва за ограничаване на пусковия ток, най-често се срещат дискови термистори, които са обозначени като:
5D-20
Когато първата цифра означава съпротивление при 25 градуса по Целзий - 5 ома, и "20" - диаметър, колкото повече е - толкова повече енергия може да се разсее. Пример за това можете да видите на фигурата по-долу:
За да дешифрирате цветните маркировки, можете да използвате таблицата по-долу.
Поради изобилието от опции за етикетиране, можете да направите грешка в декодирането, така че за точността на декодирането е по-добре да потърсите техническа документация за конкретен компонент на уебсайта на производителя.
PTC
Основна информация
Pozistory, както беше казано, имат положителен TKS, т.е. тяхната съпротива се увеличава при нагряване. Те са направени на базата на бариев титанат (BaTiO 3 ). Posistor има такава графика на температурата и съпротивлението:
В допълнение, трябва да се обърне внимание на неговата токовата напрежение:
Режимът на работа зависи от избора на работната точка на позистора на IVC, например:
- Линейното сечение се използва за измерване на температурата;
- Спускащата се секция се използва при стартови релета, релета за време, измерване на мощността на ЕМП на микровълновата, пожарната аларма и др.
Видеоклипът по-долу описва какво са:
Където е приложимо
Обхватът на позистора е доста широк. Те се използват главно в схеми за защита на оборудването и устройствата от прегряване или претоварване, по-рядко за измерване на температурата, а също и като автостабилизационен нагревателен елемент. Накратко посочете примери за използване:
- Защита на двигателя. Инсталиран в предната част на всяка намотка на двигателя (за едноскоростна трифазна 3, за двускоростна 6 и т.н.), PTC термистор предотвратява изгарянето на намотката при заглушаване на ротора или при отказ на принудително охлаждане. Как работи тази схема? Като сензор се използва позистор, свързан към управляващо устройство с изпълнителни релета, стартери и контактори. В случай на ненормална ситуация, съпротивлението му се увеличава и този сигнал се предава на управляващото тяло, двигателят се изключва.
- Защита на намотките на трансформатора от прегряване и (или) претоварване, след това позиторът се монтира последователно с първичната намотка.
- Система за размагнитване на CRT телевизори и монитори. Между другото, тази част често се проваля и ние трябва да се справим с този случай по време на ремонт, който се характеризира с провал на предпазителя.
- Нагревателен елемент в пистолети за лепило. В автомобилите за затопляне на всмукателния тракт, например на снимката по-долу, е изобразен нагревателят на карбуратора XX на Pierburg.
Термисторите са група устройства, способни да преобразуват температурата в електрически сигнал, която се отчита чрез измерване на спада на напрежението или тока във веригата, където е инсталирана. Или самите те могат да бъдат регулаторен орган, ако неговите параметри го позволяват. Простотата и достъпността на тези устройства им позволява да бъдат широко използвани както за професионалния дизайн на устройствата, така и за любителското радио.
И накрая, препоръчваме ви да гледате видеото, което описва подробно какво е термистор, как работи и къде се използва:
Със сигурност не знаете:
- Онлайн изчисление на резистор за LED
- Как устойчивостта на проводника зависи от температурата?
- Как да си направим термостат със собствените си ръце