Termistor

Subyek:

Termistor
Resistor PTC
resistensi NTC
Menentukan karakteristik NTC

Termistor:
Termistor adalah sebutan untuk suatu komponen yang mempunyai nilai resistansi yang bergantung pada suhu. Kata bahasa Inggrisnya merupakan gabungan dari kata thermal dan resistor. Termistor antara lain digunakan dalam teknologi otomotif sensor suhu en perlindungan kelebihan beban.
Termistor dapat dibagi menjadi 2 kelompok; yaitu nilai resistansi bertambah seiring bertambahnya suhu (PTC) atau nilai resistansi menurun seiring bertambahnya suhu (NTC). Istilah NTC dan PTC dijelaskan lebih lanjut di bawah ini.

Resistensi PTC:
Resistor PTC adalah resistor dengan Koefisien Suhu Positif. Mereka terutama digunakan sebagai pelindung suhu pada peralatan listrik. Ketika suhu meningkat, resistensi juga meningkat. Hubungan antara hambatan dan suhu mempunyai hubungan linier dengan resistor PTC. Artinya, resistansi meningkat sebanding dengan kenaikan suhu. Hal ini terlihat pada gambar di bawah dengan garis lurus persis.

Resistor PTC digunakan antara lain untuk pemanasan cermin. Tanpa resistor pelindung ini, tegangan konstan (maksimum) sebesar 12 volt dan arus 1,25 ampere akan tetap ada pada elemen pemanas setelah dinyalakan. Ini pada akhirnya akan terbakar, karena arus yang disuplai terus menyebabkan pemanasan. Kelebihan beban dapat dicegah dengan menambahkan resistor PTC pada kabel positif. Resistor ini memonitor suhu elemen pemanas. Jika penipisan cermin diaktifkan selama periode musim dingin, resistor PTC tidak akan berfungsi pada awalnya. Suhunya kemudian menjadi terlalu rendah. Tegangan penuh 12v / 1,25A sekarang mengalir melalui elemen pemanas, menyebabkan kaca cermin memanas dengan cepat pada awalnya. (Kelembaban kemudian akan hilang dari kaca cermin secepat mungkin).
Ketika suhu meningkat, resistansi meningkat (lihat gambar di bawah). Ketika kaca cermin sudah mencapai suhu 20 derajat, PTC akan memiliki nilai resistansi 20 ohm. Arus kini menurun dari 1,25A menjadi 0,6A. Hal ini dapat dihitung dengan Hukum Ohm:

Saya = U / R
Saya = 12/20
saya = 0,6A

Arus kini telah dikurangi setengahnya, yang memastikan kaca cermin tidak cepat panas. Jika suhu kaca naik hingga 40 derajat, PTC memiliki nilai resistansi 40 ohm. Arus kini turun menjadi 0,3A.

Pada suhu maksimum 60 derajat Celcius, hambatan resistor PTC akan menjadi 60 Ohm. Arusnya sekarang hanya 0,18A. Daya pemanasan sekarang konstan dan tidak akan bertambah lebih lanjut karena arus yang rendah. Suhu kaca cermin kini tetap konstan dan tidak bisa terlalu panas. Nilai-nilai di atas dibuat-buat dan dijadikan contoh semata-mata agar sejelas-jelasnya. Setiap pabrikan akan menggunakan arus listriknya sendiri (dan karenanya nilai resistansinya) untuk pemanasan cerminnya.
Ada juga komponen lain pada mobil yang memiliki resistor PTC, seperti motor jendela. Jika mekanisme jendela sangat berat (karena beban mekanis yang tinggi) atau jendela dibuka dan ditutup berkali-kali secara berurutan, suhu motor pengoperasian jendela akan meningkat. Motor listrik ini juga dimonitor oleh resistor PTC. Ketika suhu menjadi terlalu tinggi, sinyal ini dikirim melalui resistor PTC ke unit kendali. Tindakan ini akan mematikan pasokan daya ke motor untuk sementara hingga suhu turun. Ini murni untuk tujuan keamanan guna mencegah panas berlebih

Resistensi NTC:
Resistor NTC adalah resistor dengan Koefisien Suhu Negatif. Resistor ini diterapkan sebagai sensor suhu antara lain pendingin dan udara masuk. Ketika suhu meningkat, resistansi menurun (lihat gambar). Seringkali tegangan konstan antara 1 dan 5 Volt diterapkan ke sensor. Pada suhu rendah nilai resistansinya akan tinggi, sehingga tegangannya pun rendah. Ketika suhu meningkat, resistansi menurun dan tegangan meningkat.

Peningkatan tegangan dikendalikan oleh perangkat kontrol untuk bidang karakteristik, yang antara lain menentukan jumlah injeksi injektor. Nilai tersebut juga dapat diteruskan ke pengukur suhu cairan pendingin di dasbor, atau suhu udara luar di layar pengatur suhu.

Hubungan antara resistansi dan suhu tidak memiliki hubungan linier dengan resistor NTC. Artinya resistansi tidak berkurang sebanding dengan kenaikan suhu. Hal ini terlihat pada gambar dengan garis lengkung. Garis ini disebut “karakteristik” dan bersifat logaritmik.

Menentukan karakteristik NTC:
Karakteristik NTC sebagian dapat diuraikan dengan menentukan nilai resistansi yang sesuai pada tiga suhu. Untuk tujuan ini, sensor suhu dapat diukur dengan Ohm meter saat digantung di ketel yang dipanaskan.
Titik dapat ditarik pada suhu dan nilai resistansi yang berbeda. Garis dapat ditarik di antara titik-titik ini (lihat gambar di bawah). Pada prinsipnya, hal ini memungkinkan untuk memperkirakan secara wajar bagaimana karakteristik tersebut akan berkembang di bawah 20 dan di atas 100 derajat Celcius.

Menarik untuk mendalami hal ini lebih dalam. Dengan tiga nilai resistansi yang diukur, resistansi yang tepat dapat ditentukan menggunakan “persamaan Steinhart-Hart pada rentang suhu yang sangat besar. Karakteristiknya juga dapat ditentukan secara akurat. File Excel dapat diunduh di bagian bawah halaman ini yang dapat digunakan untuk membentuk karakteristik.

Persamaan Steinhart-Hart adalah:

T adalah suhu dalam Kelvin;
R adalah resistansi di T dalam Ohm;
A, B dan C merupakan koefisien Steinhart-Hart yang bergantung pada nilai resistansi pada temperatur tertentu.

Untuk mencari resistansi semikonduktor pada suhu tertentu, harus digunakan kebalikan (R) persamaan Steinhart-Hart. Persamaannya adalah sebagai berikut:

dimana x dan y ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

Untuk mencari koefisien A, B dan C dari Steinhart-Hart, harus ditentukan tiga nilai resistansi (R1, R2 dan R3) pada suhu (T1, T2 dan T3). Ini harus dilihat dalam spesifikasi semikonduktor atau diukur dengan termometer dan ohm meter. L1, L2 dan R3 dihitung dengan menentukan kebalikan dari nilai resistansi. Y1, Y2 dan Y3 ditentukan dengan menghitung suhu dalam Kelvin pangkat -1.