Termistor: Tudo que Você Precisa Saber

10 de março de 2023 0 Comentários Leitura: 9 min

O termistor é um dispositivo simples que muda sua resistência com a temperatura. Isso pode ser usado para muitos propósitos.

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Tutorial de Resistores Inclui:

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O nome termistor é uma abreviação das palavras resistor térmico. É essencialmente um resistor termicamente sensível, dando uma mudança na resistência para uma mudança na temperatura.

Os termistores podem ser usados de várias maneiras, permitindo que a temperatura do meio ao redor do dispositivo ou do próprio dispositivo altere sua resistência. Isso pode então ser detectado pelo equipamento e usado para tudo, desde ampla detecção de temperatura até cortes de sobrecarga e muitas outras ideias.

Os termistores são encontrados em muitos circuitos e equipamentos, fornecendo um método simples e econômico, mas eficaz de detecção de temperatura básica.

Sumário

Símbolo do circuito do termistor

O termistor é reconhecido dentro dos circuitos por seu próprio símbolo de circuito. O símbolo do circuito do termistor usa o retângulo do resistor padrão como base e, em seguida, possui uma linha diagonal que possui uma pequena seção vertical.

O símbolo do circuito mostrado acima é o mais amplamente utilizado. Outros tipos podem ser vistos, mas geralmente seguem uma abordagem semelhante – normalmente usando o antigo símbolo do resistor de uma linha em zigue-zague como base com a mesma linha usada com o resistor retangular mais convencional.

Tipos de termistor

Existem várias maneiras pelas quais os termistores podem ser categorizados em diferentes tipos de termistores. A primeira depende da maneira como eles reagem ao calor. Alguns aumentam sua resistência com o aumento da temperatura, enquanto outros exibem uma queda na resistência.

É possível usar uma equação bem simplificada para a curva de um termistor para expandir essa ideia:

Onde
ΔR = mudança na resistência.
ΔT = variação de temperatura.
k = coeficiente de resistência de temperatura de primeira ordem.

Na maioria dos casos, a relação entre temperatura e resistência não é linear, mas em pequenas alterações pode ser assumida uma relação linear.

Para alguns termistores, o valor de k é positivo, enquanto para outros é negativo e, portanto, é possível categorizar os termistores de acordo com esse aspecto de seu desempenho.

Coeficiente de temperatura negativo (termistor NTC) Este tipo de termistor tem a propriedade de diminuir a resistência com o aumento da temperatura, ou seja, k é negativo. O termo termistor NTC é amplamente utilizado em folhas de dados e dados de componentes.Leia mais sobre . . . . Termistor NTC.
Coeficiente positivo de temperatura (termistor PTC) Este tipo tem a propriedade de aumentar a resistência com o aumento da temperatura, ou seja, o valor de k é positivo.Leia mais sobre . . . . Termistor PTC.

Além da natureza da mudança de resistência, os termistores também podem ser categorizados de acordo com o tipo de material usado. Normalmente, eles usam um dos dois materiais:

Compostos metálicos, incluindo óxidos, etc.
Semicondutores de cristal único

Como os termistores foram desenvolvidos pela primeira vez

Já no século XIX, as pessoas conseguiram demonstrar a variação de um resistor com a temperatura. Estes têm sido usados de várias maneiras, mas muitos sofrem de uma variação comparativamente pequena mesmo em uma grande faixa de temperatura. Os termistores geralmente implicam o uso de semicondutores, e estes fornecem uma variação de resistência muito maior para uma determinada mudança de temperatura.

Dos dois tipos de materiais usados para termistores, os compostos metálicos foram os primeiros a serem descobertos. O coeficiente negativo de temperatura foi observado por Faraday em 1833 quando ele mediu a variação da resistência com a temperatura do sulfeto de prata. No entanto, demorou até a década de 1940 antes que os óxidos metálicos se tornassem disponíveis comercialmente.

Com o trabalho que foi realizado em materiais semicondutores após a Segunda Guerra Mundial, os termistores de germânio de cristal foram estudados e, posteriormente, os termistores de silício foram investigados.

Embora existam dois tipos de termistor, os óxidos metálicos e as variedades de semicondutores, eles cobrem diferentes faixas de temperatura e, portanto, não competem entre si.

Estrutura e composição do termistor

Os termistores vêm em uma variedade de formas e tamanhos e são feitos de uma variedade de materiais, dependendo da aplicação pretendida e da faixa de temperatura na qual precisam operar. Em termos de sua forma física, eles podem vir como discos planos para aplicações onde precisam estar em contato com uma superfície plana. Porém também podem ser confeccionados em forma de esferas ou mesmo hastes para uso em sondas de temperatura. Na verdade, a forma real de um termistor depende muito dos requisitos da aplicação.

Os termistores de óxido metálico são geralmente usados para temperaturas na faixa de 200 a 700 K. Esses termistores são feitos de uma versão em pó fino do material que é comprimido e sinterizado em alta temperatura. Os materiais mais comuns a serem usados para esses termistores são óxido de manganês, óxido de níquel, óxido de cobalto, óxido de cobre e óxido férrico.

Termistores semicondutores são usados para temperaturas muito mais baixas. Os termistores de germânio são mais amplamente usados do que seus equivalentes de silício e são usados para temperaturas abaixo de 100 K, ou seja, dentro de 100 graus do zero absoluto. Os termistores de silício podem ser usados em temperaturas de até 250°K. Acima desta temperatura, um coeficiente de temperatura positivo se estabelece. O próprio termistor é feito de um único cristal que foi dopado a um nível de 10 ¹⁶ – 10 ¹⁷ por centímetro cúbico.

Aplicações de termistor

Existem muitas aplicações diferentes de termistor – eles são encontrados em muitas aplicações. Eles fornecem elementos muito baratos, mas eficazes em circuitos e, como tal, são muito atraentes de usar. As aplicações reais dependem se o termistor é um coeficiente de temperatura positivo ou negativo.

Aplicações para termistores de coeficiente de temperatura negativo:
- Termômetros de temperatura muito baixa: São usados como termômetros de resistência em medições de temperatura muito baixa.Termostatos digitais: Esses termistores também são comumente usados em termostatos digitais modernos.Monitores de baterias: os termistores NTC também são usados para monitorar a temperatura das baterias durante o carregamento. Como as baterias modernas, como as baterias de íons de lítio, são muito sensíveis à sobrecarga, a temperatura fornece uma indicação muito boa do estado de carga e quando terminar o ciclo de carga.Dispositivos de proteção contra picos de corrente: os termistores NTC podem ser usados como dispositivos limitadores de picos de corrente em circuitos de alimentação. Eles apresentam uma resistência mais alta inicialmente, o que evita que grandes correntes fluam na ativação e, em seguida, aquecem e se tornam uma resistência muito menor para permitir um fluxo de corrente mais alto durante a operação normal. Esses termistores geralmente são muito maiores do que os termistores do tipo de medição e são projetados especificamente para essa aplicação.
Leia mais sobre . . . . Termistor NTC.
Aplicações para termistores de coeficiente de temperatura positivo:
- Dispositivos limitadores de corrente: os termistores PTC podem ser usados como dispositivos limitadores de corrente em circuitos eletrônicos, onde podem ser usados como alternativa a um fusível. A corrente que flui através do dispositivo em condições normais causa uma pequena quantidade de aquecimento que não causa nenhum efeito indevido. No entanto, se a corrente for grande, ela gera mais calor que o dispositivo pode não ser capaz de perder para o ambiente e a resistência aumenta. Por sua vez, isso dá origem a mais geração de calor em um efeito de feedback positivo. À medida que a resistência aumenta, a corrente cai, protegendo assim o dispositivo.
Leia mais sobre . . . . Termistor PTC.

Os termistores podem ser usados em uma ampla variedade de aplicações. Eles fornecem um método simples, confiável e barato de detecção de temperaturas. Como tal, podem ser encontrados em uma ampla variedade de dispositivos, desde alarmes de incêndio até termostatos. Embora possam ser usados sozinhos, eles também podem ser usados como parte de uma ponte de Wheatstone para fornecer graus mais altos de precisão.

Outra aplicação do termistor é como dispositivos de compensação de temperatura. A maioria dos resistores tem um coeficiente de temperatura positivo, sua resistência aumenta com o aumento da temperatura. Em aplicações onde a estabilidade é necessária, um termistor com coeficiente de temperatura negativo pode ser incorporado ao circuito para neutralizar o efeito dos componentes com coeficiente de temperatura positivo.

Especificações do termistor

Embora os termistores tenham uma especificação básica de resistência, outros parâmetros, como o coeficiente de temperatura, são muito importantes.

Os parâmetros especificados nas folhas de dados incluem a resistência básica, tolerância na resistência básica, tolerância Β no fator de dissipação térmica Β, dissipação de potência máxima e faixa de temperatura operacional.

Leia mais sobre . . . . especificações e parâmetros do termistor.

Os termistores são uma forma muito útil de resistor que pode ser usado para detectar a temperatura. Normalmente pode ser usado para regular a temperatura, em circuitos de proteção e de várias outras maneiras. Eles podem ser usados em detectores de incêndio, pois respondem ao calor muito rapidamente e oferecem uma forma confiável de componente para este tipo de aplicação e muitas outras.

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