Termistores PTC
(55)Termistor – ¿Qué es y cómo funciona?
Los termistores son elementos resistivos cuya resistencia disminuye o aumenta con un cambio de temperatura. Es natural que la resistencia aumente con el aumento de la temperatura. Las partículas puestas en vibraciones cada vez más fuertes determinan la creciente resistencia al flujo del medio. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la resistencia, cuyo valor podemos medir con un ohmímetro. Los termistores pertenecen a la familia de resistencias con una sensibilidad muy alta al cambio de temperatura. Gracias a este comportamiento, estos elementos electrónicos baratos y fáciles de usar permiten una determinación muy precisa de la temperatura del elemento medido o del ambiente. Una ventaja importante de los termistores es un amplio rango de medición y una alta resistencia mecánica.
Sin embargo, al aumentar la temperatura, la resistencia del termistor no tiene que aumentar. Para saber a qué se deben las diferencias entre los diferentes tipos de termorresistencias y qué significan en el contexto de uso, debe profundizar en las características más importantes.
Construcción y tipos de termistores – termistores PTC y NTC
La división de los termistores se realiza sobre la base de la reacción al cambio de temperatura. Hay dos tipos de termistores más populares, cuyo comportamiento difiere radicalmente según el cambio de temperatura:
- Termistores PTC (Positive Temperature Coefficient) – termistor de coeficiente de temperatura positivo;
- Termistores NTC (Negative Temperature Coefficient) – termistor con un coeficiente de temperatura negativo.
El primero es el caso clásico cuando el valor de la resistencia aumenta al aumentar la temperatura. Sin embargo, se obtiene exactamente el efecto contrario en el caso del termistor NTC. El aumento de la temperatura hace que la resistencia disminuya. La dependencia del cambio en la resistencia del elemento con el cambio de temperatura se describe mediante la característica termométrica, que se presenta más adelante.
Los termistores deben sus propiedades al uso de materiales apropiados. El proceso de producción del termistor consiste en sumergir los hilos en una mezcla de óxidos metálicos en polvo y compuestos químicos adecuados y unirlos con un aglutinante adecuado. Los termistores preparados de esta manera se someten a un proceso de sinterización, lo que permite que la junta se seque y endurezca, y el aglutinante resultante se asegura con un revestimiento de vidrio especial.
Para la producción de termistores PTC los óxidos de vanadio y titanio más utilizados, dopados con compuestos químicos seleccionados, mientras que los sensores NTC suelen estar hechos de una mezcla de compuestos químicos tales como: cromo, manganeso, cobalto, hierro, cobre, litio o níquel. Los materiales utilizados para construir los termistores en cuestión les otorgan propiedades características de un determinado surtido que determina su propósito.
La amplia gama de productos disponibles en el mercado incluye termistores en varias formas. Pueden ser en forma de esferas, placas comprimidas en forma de tableta o en forma de cilindro en miniatura. En cada caso, hay extremos en forma de dos conductores. Gracias a su estructura simple y tamaño compacto, los termistores son componentes extremadamente económicos de los circuitos electrónicos.
La resistencia mecánica de los termorresistencias permite la medición de temperatura en el rango de -150 °C hasta incluso 800 °C, y la alta sensibilidad de medición los hace aplicables en muchas aplicaciones exigentes.
La limitación para los termistores es la tensión nominal máxima, es decir, adecuada para el funcionamiento continuo del dispositivo, así como la tensión operativa máxima, que es una condición para su funcionamiento correcto y seguro. Al seleccionar el producto adecuado, se deben tener en cuenta los valores límite recomendados por el fabricante, ya que exceder el voltaje puede provocar daños en el elemento.
Características termométricas
La ecuación básica que describe el cambio en la resistencia del sensor dependiendo del cambio en su temperatura es la característica termométrica.
dónde:
RT – resistencia del termistor a cierta temperatura [Ω];
T – temperatura de termistor [K];
T0 – temperatura de referencia [K];
RT0 – resistencia del termistor a la temperatura de referencia [Ω];
B – material del termistor constante, dentro del rango 2000÷6000 [K]. El tamaño de este parámetro depende estrechamente de los materiales utilizados y determina la sensibilidad del dispositivo. Cuanto mayor sea el valor, mayor será la sensibilidad del termistor.
Aplicación de termistores PTC
Los termistores PTC (también conocidos como resistencias eléctricas) se utilizan como protección contra sobrecarga y sobrecalentamiento. Con el aumento de la intensidad de la corriente, la temperatura de la termorresistencia aumenta y, con ella, la resistencia aumenta en una función logarítmica. Como resultado del aumento de la resistencia, la intensidad de la corriente en el sistema disminuye y se estabiliza en el nivel requerido. Podemos encontrarlo, entre otros, en motores eléctricos, en productos domésticos de uso común (por ejemplo, microondas u hornos), sistemas de automatización o en la industria del automóvil.
Un tipo especial de termistores PTC son los fusibles de polímero. Están construidos según el principio de un termistor: exceder la corriente máxima hace que la temperatura del elemento aumente y la resistencia aumente abruptamente, lo que conduce a una ruptura en el circuito (aunque todavía fluirá una pequeña corriente a través de él).
Los termistores también realizan una importante función de alerta temprana de un incendio, siendo la parte más importante de los sistemas de protección contra incendios. Cuando la temperatura sube por encima del valor establecido, el sistema de alarma envía una señal de advertencia sobre la posibilidad de incendio. En este caso, la extraordinaria sensibilidad y fiabilidad de la medida, que están garantizadas por los elementos de termorresistencia comentados en el artículo, son muy importantes en este caso.
Almacén:
