Πώς λειτουργούν οι θερμίστορ;

Ως εξαρτήματα κυκλωμάτων των οποίων η αντίσταση ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία, τα θερμίστορ έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Όλα τα υλικά έχουν αντίσταση, και σε κάποιο βαθμό, η αντίσταση ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία για όλα τα υλικά. Σε έναν αγωγό ή μια συμβατική αντίσταση, αυτή η παραλλαγή είναι αμελητέα, αλλά σε ένα θερμίστορ, μια μόνο αλλαγή θερμοκρασίας μπορεί να προκαλέσει αλλαγή αντίστασης 100 ohm ή περισσότερο. Κάθε θερμίστορ λειτουργεί εντός ενός χαρακτηριστικού εύρους θερμοκρασίας.

Η αντίσταση ενός αρνητικού συντελεστή θερμοκρασίας θερμίστορ, που είναι ο πιο κοινός τύπος θερμίστορ, μειώνεται καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. αυτή του θερμίστορ θετικού συντελεστή θερμοκρασίας αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Οι κατασκευαστές σχηματίζουν θερμίστορ σε μια ποικιλία σχημάτων για χρήση σε διαφορετικούς τύπους κυκλωμάτων. Το πιο συνηθισμένο είναι το θερμίστορ σφαιριδίων, το οποίο μοιάζει με συμβατική αντίσταση με το κυλινδρικό σώμα του και τα καλώδια που εκτείνονται από κάθε άκρο. Οι παραλλαγές περιλαμβάνουν δίσκους, τσιπ, ράβδο και θερμοστάτες σε σχήμα πλυντηρίου. Οι θερμίστορ είναι μικρές, ανθεκτικές συσκευές στερεάς κατάστασης και δεν είναι πολύ ακριβές στην κατασκευή τους, επομένως έχουν ένα ευρύ φάσμα χρήσεων.

Τα θερμίστορ NTC ταξινομούνται σύμφωνα με τις τιμές R25 ή την αντίστασή τους στους 25 βαθμούς Κελσίου, καθώς και ο χρόνος που απαιτείται για να αντιδράσει σε μια αλλαγή θερμοκρασίας και στην εκτίμηση ισχύος σε σχέση με ρεύμα. Αυτές οι τιμές καθορίζονται από τα ημιαγώγιμα υλικά που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν οξείδια μαγγανίου, νικελίου, χαλκού, κοβαλτίου ή σιδήρου, τα οποία αλέθονται σε σκόνη, αναμιγνύονται με συνδετικό και θερμαίνονται για να παράγουν κεραμικό υλικό. Τα καλώδια μπορούν να εισαχθούν στον πολτό πριν από τη θερμική επεξεργασία ή να προστεθούν μετά. Έχουν στρατηγική απόσταση για να επωφεληθούν από τις αγώγιμες ιδιότητες του θερμίστορ μέσου.

Σε ένα θερμίστορ NTC, η αντίσταση μειώνεται με την άνοδο της θερμοκρασίας, επειδή η θερμότητα προκαλεί στα ημιαγώγιμα υλικά του πολτού να απελευθερώνουν περισσότερα αγώγιμα ηλεκτρόνια. Σε θερμίστορ PTC, ωστόσο, η θερμοκρασία μειώνει την αγωγιμότητα του υλικού. Ένα θερμίστορ PTC μπορεί να κατασκευαστεί από πυρίτιο - το οποίο ονομάζεται "σιλίστορ" - ή από ένα πολυκρυσταλλικό κεραμικό υλικό προσδεμένο για να το κάνει ημι-αγώγιμο. Και τα δύο γίνονται πιο ανθεκτικά στη ροή ρεύματος καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αλλά στη δεύτερη περίπτωση, η σχέση μεταξύ της αντίστασης και της θερμοκρασίας αλλάζει γρήγορα σε θερμοκρασία κατωφλίου και η συσκευή γρήγορα γίνεται πολύ ανθεκτικός. Αυτός ο τύπος θερμίστορ είναι γνωστός ως θερμίστορ εναλλαγής.

Οι ιδιότητες των θερμίστρων PTC είναι χρήσιμες για προστασία από υπερβολικό ρεύμα, επειδή η αντίσταση προκαλεί υπερθέρμανση της ίδιας της συσκευής. Χρησιμοποιούνται επίσης σε αυτορυθμιζόμενους θερμαντήρες, ως διακόπτες χρονικής καθυστέρησης και σε κινητήρες για τη μείωση του ρεύματος ανάφλεξης μόλις ο κινητήρας λειτουργεί. Τα θερμίστορ NTC, τα οποία μπορούν να παρακολουθούν με ακρίβεια τη θερμοκρασία, έχουν περισσότερες εφαρμογές από αυτές PTC. Είναι συστατικά πολλών τύπων θερμοστατών, τόσο στα κτίρια όσο και στα αυτοκίνητα, και επειδή μπορούν επίσης ανιχνεύουν την παρουσία υγρών με χαρακτηριστικά θερμοκρασίας, χρησιμοποιούνται στην αντλία φρεατίων και σε άλλους τύπους διακόπτες. Τα θερμίστορ NTC είναι συνήθως συστατικά ψηφιακών θερμομέτρων και αισθητήρων που ρυθμίζουν την ισχύ σε μια συσκευή με βάση τη θερμοκρασία.