Tipi di termistori: loro funzionamento e applicazioni

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Un termistore è un elemento di rilevamento della temperatura composto da materiale semiconduttore sinterizzato che mostra una grande variazione di resistenza in proporzione a una piccola variazione di temperatura. Un termistore può funzionare in un ampio intervallo di temperatura e fornire un valore di temperatura tramite la sua variazione di resistenza, che è formata da due parole: Termica e resistenza. I coefficienti di temperatura positivi (PTC) e i coefficienti di temperatura negativi (NTC) sono i due principali tipi di termistori utilizzati per applicazioni di rilevamento della temperatura.

Tipi di termistori

Tipi di termistori



I termistori sono facili da usare, economici, robusti e rispondono in modo prevedibile a un cambiamento di temperatura. I termistori sono utilizzati principalmente in termometri digitali ed elettrodomestici, come forni e frigoriferi e così via. Stabilità, sensibilità e costante di tempo sono le proprietà generali del termistore che rendono questi termistori durevoli, portatili, economici, altamente sensibili e ideali per misurare la temperatura a punto singolo.


I termistori sono di due tipi:



  1. Termistore con coefficiente di temperatura positivo (PTC)
  2. Termistore con coefficiente di temperatura negativo (NTC)

Termistore PTC

I termistori PTC sono resistenze con un coefficiente di temperatura positivo, in cui la resistenza aumenta proporzionalmente alla temperatura. Questi termistori si differenziano in due gruppi in base alla loro struttura e al processo di fabbricazione. Il primo gruppo di termistori comprende silistori che utilizzano il silicio come materiale semiconduttore. Questi termistori possono essere utilizzati come sensori di temperatura PTC grazie alle loro caratteristiche lineari.

Termistore PTC

Termistore PTC

Il termistore di tipo a commutazione è il secondo gruppo di termistori PTC utilizzato nei riscaldatori, e anche i termistori polimerici rientrano in questo gruppo che sono costituiti da plastica e sono spesso usati come fusibili ripristinabili.

Tipi di termistore PTC

I termistori PTC sono classificati in base al livello di temperatura che misurano. Questi tipi dipendono da quanto segue:


  • Elementi : Si tratta di termistori a disco, a piastra e a cilindro.
  • Piombo, tipo di immersione: Questi termistori sono di due tipi, vale a dire. verniciato e non verniciato. Questi hanno rivestimenti ad alta temperatura per protezione meccanica, stabilità ambientale e isolamento elettrico.
  • Tipo di custodia: Questi possono essere custodie in plastica o ceramica che vengono utilizzate in base ai requisiti dell'applicazione.
  • Tipo di assemblaggio : Questo è un prodotto unitario per la sua costruzione e le sue forme.

Caratteristiche tipiche del termistore PTC

Le seguenti caratteristiche dei termistori mostrano la relazione tra i vari parametri come temperatura, resistenza, corrente, tensione e tempo.

1. Temperatura Vs Resistenza

Nella figura sottostante, possiamo osservare quanto velocemente la resistenza varia con la temperatura, cioè un brusco aumento della resistenza con piccoli cambiamenti di temperatura. Il PTC mostra un coefficiente di temperatura leggermente negativo rispetto al normale aumento della temperatura, ma a temperature più elevate e al punto di Curie, si verifica un forte cambiamento di resistenza.

Dipendenza dalla temperatura della resistenza

Dipendenza dalla temperatura della resistenza

2. Caratteristiche corrente tensione

Questa caratteristica mostra la relazione tra tensione e corrente in uno stato di equilibrio termico, come mostrato in figura. Quando la tensione aumenta da zero, anche la corrente e la temperatura aumentano finché il termistore non raggiunge un punto di commutazione. Aumentando ulteriormente la tensione si riduce la corrente su un'area di potenza costante.

Caratteristiche di corrente  tensione

Caratteristiche di corrente tensione

3. Caratteristiche attuali rispetto al tempo

Questo indica l'affidabilità richiesta per gli interruttori allo stato solido nel riscaldamento e la protezione contro le applicazioni ad alta corrente. Quando una tensione superiore a quella data viene applicata a un termistore PTC, una grande quantità di corrente fluisce nell'istante dell'applicazione della tensione a causa della bassa resistenza.

Caratteristiche correnti  temporali

Caratteristiche correnti temporali

Applicazioni del termistore PTC

1. Ritardo: Il ritardo in un circuito fornisce il tempo necessario a un termistore PTC affinché un riscaldamento sufficiente passi da uno stato a bassa resistenza a uno stato ad alta resistenza. Il ritardo di tempo dipende dalle dimensioni, dalla temperatura e dalla tensione a cui è collegato, nonché dal circuito utilizzato. Queste applicazioni includono relè a commutazione ritardata, timer, ventilatori elettrici, ecc.

Due. Avviamento del motore : Alcuni motore elettrico hanno un avvolgimento di avviamento che deve essere alimentato solo all'avvio del motore. Quando il circuito è acceso, il termistore PTC ha una minore resistenza, consentendo alla corrente di passare attraverso l'avvolgimento di avvio. Quando il motore si avvia, il termistore del coefficiente di temperatura positivo si riscalda e, a un certo punto, passa a uno stato di alta resistenza, quindi termina l'avvolgimento dall'alimentazione di rete. Il tempo necessario perché ciò avvenga dipende dall'avviamento del motore richiesto.

3. Riscaldatori autoregolanti: Se c'è una corrente che passa attraverso un termistore con coefficiente di temperatura positivo di commutazione, si stabilizzerà a una certa temperatura. Significa che se la temperatura diminuisce, in proporzione alla resistenza, permettendo a più corrente di fluire, allora il dispositivo si riscalda. Se la temperatura aumenta a un livello che limita la corrente che passa attraverso il dispositivo, il dispositivo si raffredda.

I termistori PTC vengono utilizzati come timer nel circuito della bobina di smagnetizzazione dei display CRT. Un circuito di smagnetizzazione che utilizza un termistore PTC è semplice, affidabile ed economico.

Termistore NTC

Un termistore con un coefficiente di temperatura negativo significa che la resistenza diminuisce con un aumento della temperatura. Questi termistori sono costituiti da un chip fuso di materiale semiconduttore come un ossido di metallo sinterizzato.

Termistore NTC

Termistore NTC

Gli ossidi più comunemente usati per questi termistori sono manganese, nichel, cobalto, ferro, rame e titanio. Questi termistori sono classificati in due gruppi a seconda del metodo con cui gli elettrodi vengono fissati al corpo ceramico. Sono:

  1. Termistori a perline
  2. Contatti superficiali metallizzati

I termistori a microsfere sono realizzati in lega di platino e fili conduttori sinterizzati direttamente nel corpo ceramico. I termistori a sfere offrono elevata stabilità, affidabilità e tempi di risposta rapidi e funzionano a temperature elevate. Questi termistori sono disponibili in piccole dimensioni e presentano costanti di dissipazione relativamente basse. Questi termistori si ottengono normalmente collegandoli in circuiti in serie o in parallelo. I termistori a perline includono i seguenti tipi:

  • Perline nude
  • Perline rivestite in vetro
  • Perline rinforzate
  • Perline di vetro in miniatura
  • Sonde di vetro
  • Bacchette di vetro
  • Tallone in involucri di vetro

Il secondo gruppo di termistori ha contatti superficiali metallizzati che sono resi disponibili con i conduttori radiali o assiali e senza i conduttori per il montaggio - tramite contatti a molla. Una varietà di rivestimenti è disponibile per questi termistori. Il contatto superficiale metallizzato può essere applicato mediante verniciatura, spruzzatura o immersione secondo necessità e il contatto è fissato in un corpo ceramico. Questi termistori includono i seguenti tipi:

  • Dischi
  • Patatine fritte
  • Supporti superficiali
  • Fiocchi
  • Canne
  • Rondelle

Caratteristiche tipiche del termistore NTC

Ci sono tre caratteristiche elettriche che vengono prese in considerazione per tutte le applicazioni in cui vengono utilizzati termistori NTC.

  • Caratteristica resistenza-temperatura
  • Caratteristica corrente-tempo
  • Caratteristica tensione-corrente

1. Caratteristiche resistenza-temperatura

Il termistore NTC mostra le caratteristiche di temperatura negativa quando la resistenza aumenta con la leggera diminuzione della temperatura, come mostrato in figura.

Caratteristiche resistenza-temperatura

Caratteristica resistenza-temperatura

2. Caratteristiche del tempo corrente

La variazione della velocità di corrente è bassa a causa dell'elevata resistenza del termistore. Infine, man mano che il dispositivo si avvicina a una condizione di equilibrio, la velocità del cambiamento di corrente diminuirà quando raggiunge il valore finale di tempo che è mostrato sotto, in figura.

Caratteristiche del tempo corrente

Caratteristiche del tempo corrente

3. Caratteristica tensione-corrente

Una volta che un termistore autoriscaldato raggiunge una condizione di equilibrio, il tasso di perdita di calore dal dispositivo è uguale alla potenza fornita. Nella figura sottostante, possiamo osservare la relazione di questi due parametri in cui, possiamo osservare una diminuzione della tensione a 0,01 MA di corrente e di nuovo la tensione aumenta a una corrente di picco di 1,0 MA, per poi diminuire al valore di corrente di 100 MA.

Caratteristica tensione-corrente

Caratteristica tensione-corrente

Applicazioni del termistore NTC

1. Protezione contro le sovratensioni: Quando un termistore NTC è acceso, assorbe la sovracorrente attraverso l'apparecchiatura e la protegge modificandone la resistenza.

2. Controllo della temperatura e allarme: Il termistore NTC può essere utilizzato come sistema di controllo della temperatura o sistema di allarme di temperatura. Quando la temperatura aumenta e la resistenza del termistore diminuisce, la corrente diventa alta e dà allarme o accende il sistema di riscaldamento.

Questi sono i due principali tipi di termistori utilizzati per diverse applicazioni di rilevamento della temperatura. Spero che le caratteristiche e le applicazioni del termistore, oltre ai tipi, possano averti fornito una migliore e completa comprensione dell'argomento o dei progetti elettrici ed elettronici. Si prega di scrivere i vostri suggerimenti e commenti nella sezione commenti fornita di seguito.

Crediti fotografici:

Tipi di termistori di ussensor
Termistore PTC di paumanokgroup
Dipendenza dalla temperatura della resistenza di epcos
Caratteristiche correnti ora di fiele
Termistore NTC di diytrade
Caratteristiche correnti ora di amwei
Caratteristica tensione corrente: da cantherm