termistor

Asignaturas:

termistor
resistencia PTC
resistencia NTC
Determinación de la característica NTC

Termistor:
Un termistor es el nombre de un componente que tiene un valor de resistencia que depende de la temperatura. La palabra inglesa es una combinación de las palabras térmica y resistencia. Los termistores se utilizan, entre otras cosas, en la tecnología del automóvil. sensores de temperatura en protecciones contra sobrecargas.
Los termistores se pueden dividir en 2 grupos; es decir, que el valor de resistencia aumenta al aumentar la temperatura (PTC) o que el valor de resistencia disminuye al aumentar la temperatura (NTC). Los términos NTC y PTC se explican con más detalle a continuación.

Resistencia PTC:
Una resistencia PTC es una resistencia con un coeficiente de temperatura positivo. Se utilizan principalmente como protección de temperatura en aparatos eléctricos. A medida que aumenta la temperatura, también aumenta la resistencia. La relación entre resistencia y temperatura tiene una relación lineal con una resistencia PTC. Es decir, la resistencia aumenta proporcionalmente al aumento de temperatura. Esto se puede ver en la imagen de abajo por la línea exactamente recta.

Las resistencias PTC se utilizan, entre otras cosas, para calentar espejos. Sin esta resistencia protectora, después del encendido permanecería en los elementos calefactores un voltaje constante (máximo) de 12 voltios y una corriente de 1,25 amperios. Estos acabarían quemándose, porque la corriente suministrada sigue provocando calentamiento. La sobrecarga se puede evitar agregando una resistencia PTC en el cable positivo. Esta resistencia controla la temperatura del elemento calefactor. Si el vaciado del espejo se activa durante el período invernal, la resistencia PTC no funcionará al principio. Entonces la temperatura es demasiado baja. Los 12 V/1,25 A completos ahora fluyen a través de los elementos calefactores, lo que hace que el cristal del espejo se caliente rápidamente inicialmente. (La humedad desaparecerá del cristal del espejo lo más rápido posible).
A medida que aumenta la temperatura, aumenta la resistencia (consulte la imagen a continuación). Cuando el cristal del espejo haya alcanzado una temperatura de 20 grados, el PTC tendrá un valor de resistencia de 20 ohmios. La corriente ahora ha disminuido de 1,25 A a 0,6 A. Esto se puede calcular con la Ley de Ohm:

Yo = U / R
yo = 12 / 20
I = 0,6A

La corriente se ha reducido a la mitad, lo que garantiza que el cristal del espejo se caliente menos rápidamente. Si la temperatura del vidrio aumenta a 40 grados, el PTC tiene un valor de resistencia de 40 ohmios. La corriente ahora ha bajado a 0,3A.

A una temperatura máxima de 60 grados Celsius, la resistencia de la resistencia PTC será de 60 ohmios. La corriente ahora es de solo 0,18 A. La potencia de calefacción ahora es constante y no aumentará más debido a la baja corriente. La temperatura del cristal del espejo ahora permanece constante y no puede sobrecalentarse. Los valores anteriores están inventados y sirven meramente como ejemplo para que quede lo más claro posible. Cada fabricante utilizará sus propios amperajes (y por tanto valores de resistencia) para la calefacción de sus espejos.
También hay otros componentes del coche que tienen una resistencia PTC, como el motor de la ventanilla. Si el mecanismo de la ventana es muy pesado (debido a una carga mecánica elevada) o la ventana se abre y cierra muchas veces seguidas, la temperatura del motor de funcionamiento de la ventana aumenta. Este motor eléctrico también está controlado por una resistencia PTC. Cuando la temperatura sube demasiado, esta señal se envía a través de la resistencia PTC a una unidad de control. Esto corta temporalmente la alimentación del motor hasta que la temperatura baje. Esto es puramente por motivos de seguridad para evitar el sobrecalentamiento.

Resistencia NTC:
Una resistencia NTC es una resistencia con un coeficiente de temperatura negativo. Estas resistencias se aplican como sensores de temperatura de, entre otros, el refrigerante y el aire aspirado. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia disminuye (ver imagen). A menudo se aplica al sensor un voltaje constante entre 1 y 5 voltios. A baja temperatura, el valor de la resistencia será alto, por lo que el voltaje será bajo. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia disminuye y el voltaje aumenta.

El aumento de tensión se controla mediante el dispositivo de control de los campos característicos, que determina, entre otras cosas, la cantidad inyectada de los inyectores. El valor también se puede transmitir al medidor de temperatura del refrigerante en el tablero o a la temperatura del aire exterior en la pantalla del control climático.

La relación entre resistencia y temperatura no tiene una relación lineal con una resistencia NTC. Esto significa que la resistencia no disminuye proporcionalmente al aumento de temperatura. Esto se puede ver en la imagen por la línea curva. Esta línea se llama "característica" y es logarítmica.

Determinación de la característica NTC:
La característica NTC se puede delinear parcialmente determinando el valor de resistencia correspondiente a tres temperaturas. Para ello, el sensor de temperatura se puede medir con un ohmímetro mientras está colgado en un hervidor caliente.
Se pueden dibujar puntos a diferentes temperaturas y valores de resistencia. Se pueden dibujar líneas entre estos puntos (ver imagen a continuación). En principio, esto permite estimar con precisión cómo se desarrollará la característica por debajo de 20 y por encima de 100 grados Celsius.

Es interesante profundizar en esto. Con los tres valores de resistencia medidos se puede determinar la resistencia exacta mediante la “ecuación de Steinhart-Hart” en un rango de temperatura infinitamente grande. La característica también se puede determinar con precisión. Al final de esta página se puede descargar un archivo Excel con el que se puede formar la característica.

La ecuación de Steinhart-Hart es:

T es la temperatura en Kelvin;
R es la resistencia en T en ohmios;
A, B y C son los coeficientes de Steinhart-Hart que dependen de los valores de resistencia a una determinada temperatura.

Para encontrar la resistencia de un semiconductor a una temperatura determinada, se debe utilizar la inversa (R) de la ecuación de Steinhart-Hart. Esta ecuación es la siguiente:

donde xey se determinan mediante las siguientes fórmulas:

Para encontrar los coeficientes A, B y C del Steinhart-Hart se deben determinar tres valores de resistencia (R1, R2 y R3) a una temperatura (T1, T2 y T3). Estos deben buscarse en las especificaciones del semiconductor o medirse con un termómetro y un ohmímetro. L1, L2 y R3 se calculan determinando la inversa de los valores de resistencia. Y1, Y2 e Y3 se determinan calculando la temperatura en Kelvin elevado a -1.