termistor

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termistor
Resistor PTC
Resistência NTC
Determinando a característica NTC

Termistor:
Um termistor é o nome de um componente que possui um valor de resistência que depende da temperatura. A palavra inglesa é uma combinação das palavras térmica e resistor. Os termistores são usados, entre outras coisas, na tecnologia automotiva sensores de temperatura en proteções contra sobrecarga.
Os termistores podem ser divididos em 2 grupos; nomeadamente que o valor da resistência aumenta com o aumento da temperatura (PTC) ou que o valor da resistência diminui com o aumento da temperatura (NTC). Os termos NTC e PTC são explicados mais detalhadamente abaixo.

Resistência PTC:
Um resistor PTC é um resistor com coeficiente de temperatura positivo. Eles são usados principalmente como proteção de temperatura em aparelhos elétricos. À medida que a temperatura aumenta, a resistência também aumenta. A relação entre resistência e temperatura tem uma relação linear com um resistor PTC. Ou seja, a resistência aumenta proporcionalmente ao aumento da temperatura. Isso pode ser visto na imagem abaixo pela linha exatamente reta.

Os resistores PTC são usados, entre outras coisas, para aquecimento de espelhos. Sem este resistor de proteção, uma tensão constante (máxima) de 12 volts e uma corrente de 1,25 amperes permaneceriam nos elementos de aquecimento após serem ligados. Estes acabariam por queimar, porque a corrente fornecida continua a causar aquecimento. A sobrecarga pode ser evitada adicionando um resistor PTC no fio positivo. Este resistor monitora a temperatura do elemento de aquecimento. Se o esgotamento do espelho for ligado durante o período de inverno, o resistor PTC não funcionará inicialmente. A temperatura está então muito baixa. Os 12 V / 1,25 A completos agora fluem através dos elementos de aquecimento, fazendo com que o vidro do espelho aqueça rapidamente inicialmente. (A umidade desaparecerá do vidro do espelho o mais rápido possível).
À medida que a temperatura aumenta, a resistência aumenta (veja a imagem abaixo). Quando o vidro do espelho atingir a temperatura de 20 graus, o PTC terá um valor de resistência de 20 ohms. A corrente agora diminuiu de 1,25A para 0,6A. Isto pode ser calculado com o Lei de Ohm:

I=U/R
Eu = 12/20
I = 0,6A

A corrente foi agora reduzida para metade, o que garante que o vidro do espelho aquece menos rapidamente. Se a temperatura do vidro subir para 40 graus, o PTC terá um valor de resistência de 40 ohms. A corrente agora caiu para 0,3A.

A uma temperatura máxima de 60 graus Celsius, a resistência do resistor PTC será de 60 Ohm. A corrente agora é de apenas 0,18A. A potência de aquecimento é agora constante e não aumentará ainda mais devido à baixa corrente. A temperatura do vidro do espelho agora permanece constante e não pode superaquecer. Os valores acima são inventados e servem apenas como exemplo para deixar o mais claro possível. Cada fabricante usará suas próprias amperagens (e, portanto, valores de resistência) para o aquecimento dos espelhos.
Existem também outros componentes no carro que possuem um resistor PTC, como um motor de janela. Se o mecanismo da janela for muito pesado (devido a uma elevada carga mecânica) ou se a janela for aberta e fechada muitas vezes seguidas, a temperatura do motor de funcionamento da janela aumenta. Este motor elétrico também é monitorado por um resistor PTC. Quando a temperatura fica muito alta, este sinal é enviado através do resistor PTC para uma unidade de controle. Isso desliga temporariamente a alimentação do motor até que a temperatura caia. Isto é puramente por motivos de segurança para evitar superaquecimento

Resistência NTC:
Um resistor NTC é um resistor com coeficiente de temperatura negativo. Esses resistores são aplicados como sensores de temperatura de, entre outras coisas, o líquido refrigerante e o ar de admissão. À medida que a temperatura aumenta, a resistência diminui (ver imagem). Freqüentemente, uma tensão constante entre 1 e 5 Volts é aplicada ao sensor. A uma temperatura baixa o valor da resistência será alto, portanto a tensão será baixa. À medida que a temperatura aumenta, a resistência diminui e a tensão aumenta.

O aumento da tensão é controlado pelo dispositivo de controle dos campos característicos, que, entre outras coisas, determina a quantidade de injeção dos injetores. O valor também pode ser repassado ao medidor de temperatura do líquido refrigerante no painel ou à temperatura do ar externo no display do controle de climatização.

A relação entre resistência e temperatura não tem relação linear com um resistor NTC. Isto significa que a resistência não diminui proporcionalmente ao aumento da temperatura. Isso pode ser visto na imagem pela linha curva. Esta linha é chamada de “característica” e é logarítmica.

Determinando a característica NTC:
A característica NTC pode ser parcialmente delineada determinando o valor de resistência correspondente em três temperaturas. Para este propósito, o sensor de temperatura pode ser medido com um ohmímetro enquanto está pendurado em uma chaleira aquecida.
Os pontos podem ser desenhados em diferentes temperaturas e valores de resistência. Linhas podem ser traçadas entre esses pontos (veja a imagem abaixo). Em princípio, isto permite estimar de forma justa como a característica se desenvolverá abaixo de 20 e acima de 100 graus Celsius.

É interessante aprofundar isso. Com os três valores de resistência medidos, a resistência exata pode ser determinada usando a “equação de Steinhart-Hart em uma faixa de temperatura infinitamente grande. A característica também pode ser determinada com precisão. No final desta página pode ser baixado um arquivo Excel com o qual a característica pode ser formada.

A equação de Steinhart-Hart é:

T é a temperatura em Kelvin;
R é a resistência em T em Ohms;
A, B e C são os coeficientes de Steinhart-Hart que dependem dos valores de resistência a uma determinada temperatura.

Para encontrar a resistência de um semicondutor a uma determinada temperatura, deve-se usar o inverso (R) da equação de Steinhart-Hart. Esta equação é a seguinte:

onde x e y são determinados usando as seguintes fórmulas:

Para encontrar os coeficientes A, B e C do Steinhart-Hart, devem ser determinados três valores de resistência (R1, R2 e R3) a uma temperatura (T1, T2 e T3). Estes devem ser consultados nas especificações do semicondutor ou medidos com um termômetro e um ohmímetro. L1, L2 e R3 são calculados determinando o inverso dos valores de resistência. Y1, Y2 e Y3 são determinados calculando a temperatura em Kelvin elevado à potência -1.