कोणत्याही कंडक्टरचा प्रतिकार साधारणपणे तापमानावर अवलंबून असतो. धातूंची प्रतिकारशक्ती उष्णतेने वाढते. भौतिकशास्त्राच्या दृष्टिकोनातून, क्रिस्टल जाळीच्या घटकांच्या थर्मल कंपनांच्या मोठेपणामध्ये वाढ आणि निर्देशित इलेक्ट्रॉन प्रवाहाच्या हालचालींच्या प्रतिकारात वाढ द्वारे हे स्पष्ट केले आहे. गरम केल्यावर इलेक्ट्रोलाइट्स आणि सेमीकंडक्टरचा प्रतिकार कमी होतो - हे इतर प्रक्रियांद्वारे स्पष्ट केले जाते.
सामग्री
थर्मिस्टर कसे कार्य करते
बर्याच प्रकरणांमध्ये, प्रतिकारशक्तीच्या तापमानावर अवलंबून राहण्याची घटना हानिकारक आहे. तर, थंड अवस्थेत इनॅन्डेन्सेंट दिव्याच्या फिलामेंटच्या कमी प्रतिकारामुळे स्विचिंगच्या क्षणी बर्नआउट होते. हीटिंग किंवा कूलिंग दरम्यान स्थिर प्रतिरोधकांच्या प्रतिकारांचे मूल्य बदलल्याने सर्किटच्या पॅरामीटर्समध्ये बदल होतो.
विकसक या घटनेशी संघर्ष करीत आहेत, प्रतिरोधक कमी टीसीआरसह तयार केले जातात - प्रतिरोधक तापमान गुणांक. अशा वस्तू नेहमीपेक्षा महाग असतात. परंतु असे इलेक्ट्रॉनिक घटक आहेत ज्यामध्ये तापमानावरील प्रतिकारांचे अवलंबित्व उच्चारले जाते आणि सामान्य केले जाते. या घटकांना थर्मिस्टर्स (थर्मल रेझिस्टन्स) किंवा थर्मिस्टर्स म्हणतात.
थर्मिस्टर्सचे प्रकार आणि डिव्हाइस
थर्मिस्टर्सना तापमान बदलांच्या प्रतिसादानुसार दोन मोठ्या गटांमध्ये विभागले जाऊ शकते:
- गरम झाल्यावर प्रतिकार कमी झाल्यास, अशा थर्मिस्टर म्हणतात एनटीसी थर्मिस्टर्स (प्रतिरोधाच्या नकारात्मक तापमान गुणांकासह);
- जर हीटिंग दरम्यान प्रतिकार वाढला, तर थर्मिस्टरमध्ये सकारात्मक टीसीआर (पीटीसी वैशिष्ट्यपूर्ण) आहे - अशा घटकांना देखील म्हणतात पोस्टिस्टर्स.
थर्मिस्टरचा प्रकार ज्या सामग्रीपासून थर्मिस्टर बनविला जातो त्याच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केला जातो. जेव्हा गरम केले जाते तेव्हा धातू प्रतिकार वाढवतात, म्हणून, त्यांच्या आधारावर (अधिक तंतोतंत, मेटल ऑक्साईडच्या आधारावर), सकारात्मक टीसीआरसह थर्मल प्रतिरोध तयार केले जातात. सेमीकंडक्टरचा व्यस्त संबंध असतो, म्हणून NTC घटक त्यांच्यापासून बनवले जातात. नकारात्मक टीसीआर असलेले थर्मल अवलंबित घटक सैद्धांतिकदृष्ट्या इलेक्ट्रोलाइट्सच्या आधारे तयार केले जाऊ शकतात, परंतु हा पर्याय व्यवहारात अत्यंत गैरसोयीचा आहे. प्रयोगशाळेतील संशोधन हे त्याचे वैशिष्ट्य आहे.
थर्मिस्टर्सची रचना वेगळी असू शकते. ते सिलेंडर, मणी, वॉशर इत्यादींच्या स्वरूपात तयार केले जातात. दोन आउटपुटसह (जसे पारंपारिक प्रतिरोधक). आपण कामाच्या ठिकाणी स्थापनेसाठी सर्वात सोयीस्कर फॉर्म निवडू शकता.
मुख्य वैशिष्ट्ये
कोणत्याही थर्मिस्टरचे सर्वात महत्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे तापमान गुणांक प्रतिरोधक (TCR).हे 1 डिग्री केल्विनने गरम किंवा थंड केल्यावर प्रतिकार किती बदलतो हे दर्शविते.
तापमानातील बदल, अंश केल्विनमध्ये व्यक्त केला जातो, तो अंश सेल्सिअसमधील बदलासारखा असतो, तरीही केल्विनचा वापर थर्मल रेझिस्टन्सच्या वैशिष्ट्यांमध्ये केला जातो. हे गणनेमध्ये स्टीनहार्ट-हार्ट समीकरणाच्या व्यापक वापरामुळे आहे आणि त्यात K मध्ये तापमान समाविष्ट आहे.
NTC थर्मिस्टर्ससाठी TCR नकारात्मक आणि PTC थर्मिस्टर्ससाठी सकारात्मक आहे.
आणखी एक महत्त्वाचे वैशिष्ट्य म्हणजे नाममात्र प्रतिकार. हे 25°C वर प्रतिरोध मूल्य आहे. हे पॅरामीटर्स जाणून घेतल्यास, विशिष्ट सर्किटसाठी थर्मल रेझिस्टन्सची उपयुक्तता निश्चित करणे सोपे आहे.
तसेच, थर्मिस्टर्सच्या वापरासाठी, रेट केलेले आणि कमाल ऑपरेटिंग व्होल्टेज यासारखी वैशिष्ट्ये महत्त्वपूर्ण आहेत. पहिला पॅरामीटर कोणत्या व्होल्टेजवर घटक दीर्घकाळ काम करू शकतो हे ठरवतो आणि दुसरा - वरील व्होल्टेज ज्यावर थर्मल रेझिस्टन्सच्या कामगिरीची हमी दिली जात नाही.
पोझिस्टरसाठी, एक महत्त्वाचा पॅरामीटर संदर्भ तापमान आहे - हीटिंगवरील प्रतिकाराच्या अवलंबनाच्या आलेखावरील बिंदू, ज्यावर वैशिष्ट्य बदलते. हे पीटीसी प्रतिकाराचे कार्य क्षेत्र परिभाषित करते.
थर्मिस्टर निवडताना, आपल्याला त्याच्या तापमान श्रेणीकडे लक्ष देणे आवश्यक आहे. निर्मात्याने निर्दिष्ट केलेल्या क्षेत्राबाहेर, त्याचे वैशिष्ट्य प्रमाणित नाही (यामुळे उपकरणाच्या ऑपरेशनमध्ये त्रुटी येऊ शकतात) किंवा थर्मिस्टर तेथे सामान्यतः अक्षम आहे.
सशर्त ग्राफिक पदनाम
आकृत्यांवर, थर्मिस्टरचा यूजीओ थोडा वेगळा असू शकतो, परंतु थर्मल रेझिस्टन्सचे मुख्य चिन्ह t हे चिन्ह आहे. रेझिस्टरचे प्रतीक असलेल्या आयताच्या पुढे.या चिन्हाशिवाय, प्रतिकार कशावर अवलंबून आहे हे निर्धारित करणे अशक्य आहे - समान यूजीओ आहेत, उदाहरणार्थ, varistors (प्रतिरोध लागू व्होल्टेजद्वारे निर्धारित केला जातो) आणि इतर घटक.
कधीकधी UGO वर अतिरिक्त पदनाम लागू केले जाते, जे थर्मिस्टरची श्रेणी निर्धारित करते:
- NTC नकारात्मक TCS असलेल्या घटकांसाठी;
- पीटीसी पोस्टिस्टर्ससाठी.
हे वैशिष्ट्य कधीकधी बाणांद्वारे दर्शविले जाते:
- PTC साठी दिशाहीन;
- NTC साठी मल्टीडायरेक्शनल.
पत्र पदनाम भिन्न असू शकते - आर, आरके, टीएच, इ.
कामगिरीसाठी थर्मिस्टर कसे तपासायचे
थर्मिस्टरची पहिली तपासणी म्हणजे पारंपरिक मल्टीमीटरने नाममात्र प्रतिकार मोजणे. जर मापन खोलीच्या तपमानावर केले जाते, जे +25 डिग्री सेल्सियसपेक्षा फारसे वेगळे नसते, तर मोजलेले प्रतिकार केस किंवा दस्तऐवजीकरणात दर्शविलेल्यापेक्षा लक्षणीय भिन्न नसावे.
सभोवतालचे तापमान निर्दिष्ट मूल्यापेक्षा जास्त किंवा कमी असल्यास, एक लहान सुधारणा करणे आवश्यक आहे.
आपण थर्मिस्टरचे तापमान वैशिष्ट्य घेण्याचा प्रयत्न करू शकता - दस्तऐवजीकरणात निर्दिष्ट केलेल्याशी तुलना करण्यासाठी किंवा अज्ञात उत्पत्तीच्या घटकासाठी ते पुनर्संचयित करण्यासाठी.
मोजमाप यंत्रांशिवाय पुरेशा अचूकतेसह तयार करण्यासाठी तीन तापमान उपलब्ध आहेत:
- वितळणारा बर्फ (रेफ्रिजरेटरमध्ये घेतला जाऊ शकतो) - सुमारे 0 डिग्री सेल्सियस;
- मानवी शरीर - सुमारे 36 डिग्री सेल्सियस;
- उकळते पाणी - सुमारे 100 ° से.
या बिंदूंवरून, आपण तापमानावरील प्रतिकाराचे अंदाजे अवलंबित्व काढू शकता, परंतु पोझिस्टरसाठी हे कार्य करू शकत नाही - त्यांच्या TKS च्या आलेखावर, अशी क्षेत्रे आहेत जिथे R तापमानाने (संदर्भ तापमानाच्या खाली) निर्धारित केले जात नाही.थर्मामीटर असल्यास, आपण अनेक बिंदूंवर एक वैशिष्ट्य घेऊ शकता - थर्मिस्टरला पाण्यात कमी करून आणि गरम करून. प्रत्येक 15 ... 20 अंशांनी, प्रतिकार मोजणे आणि आलेखावरील मूल्य प्लॉट करणे आवश्यक आहे. जर आपल्याला 100 अंशांपेक्षा जास्त पॅरामीटर्स घेण्याची आवश्यकता असेल तर, पाण्याऐवजी, आपण तेल वापरू शकता (उदाहरणार्थ, ऑटोमोटिव्ह - मोटर किंवा ट्रांसमिशन).
आकृती तापमानावरील प्रतिकाराची विशिष्ट अवलंबित्व दर्शवते - PTC साठी एक घन रेखा, NTC साठी डॅश लाइन.
जिथे लागू
थर्मिस्टर्सचा सर्वात स्पष्ट वापर आहे तापमान सेन्सर्स. NTC आणि PTC दोन्ही थर्मिस्टर्स या उद्देशासाठी योग्य आहेत. केवळ कार्यरत क्षेत्रानुसार घटक निवडणे आणि मोजमाप यंत्रातील थर्मिस्टरचे वैशिष्ट्य लक्षात घेणे आवश्यक आहे.
आपण थर्मल रिले तयार करू शकता - जेव्हा प्रतिकार (अधिक अचूकपणे, व्होल्टेज ड्रॉप) दिलेल्या मूल्याशी तुलना केली जाते आणि जेव्हा थ्रेशोल्ड ओलांडला जातो तेव्हा आउटपुट स्विच होते. असे उपकरण थर्मल कंट्रोल डिव्हाइस किंवा फायर डिटेक्टर म्हणून वापरले जाऊ शकते. तापमान मीटरची निर्मिती अप्रत्यक्ष हीटिंगच्या घटनेवर आधारित आहे - जेव्हा थर्मिस्टर बाह्य स्त्रोतापासून गरम केले जाते.
तसेच थर्मल रेझिस्टन्स वापरण्याच्या क्षेत्रात, थेट हीटिंग वापरली जाते - थर्मिस्टर त्यामधून जात असलेल्या विद्युत् प्रवाहाने गरम होते. एनटीसी रेझिस्टरचा वापर विद्युतप्रवाह मर्यादित करण्यासाठी अशा प्रकारे केला जाऊ शकतो - उदाहरणार्थ, चालू असताना मोठे कॅपेसिटर चार्ज करताना, तसेच इलेक्ट्रिक मोटर्सचा प्रारंभ करंट मर्यादित करण्यासाठी इ. थंड अवस्थेत, थर्मल अवलंबित घटकांचा मोठा प्रतिकार असतो.जेव्हा कॅपेसिटर अंशतः चार्ज केला जातो (किंवा मोटर त्याच्या रेट केलेल्या गतीवर पोहोचतो), तेव्हा थर्मिस्टरला वाहत्या प्रवाहाने गरम होण्यास वेळ मिळेल, त्याचा प्रतिकार कमी होईल आणि त्याचा सर्किटच्या ऑपरेशनवर यापुढे परिणाम होणार नाही.
तशाच प्रकारे, आपण एका तापदायक दिव्याचे आयुष्य त्याच्यासह मालिकेत थर्मिस्टर समाविष्ट करून वाढवू शकता. हे सर्वात कठीण क्षणी वर्तमान मर्यादित करेल - जेव्हा व्होल्टेज चालू असेल (या वेळी बहुतेक दिवे अयशस्वी होतात). उबदार झाल्यानंतर, त्याचा दिव्यावर परिणाम होणे थांबेल.
उलटपक्षी, ऑपरेशन दरम्यान इलेक्ट्रिक मोटर्सचे संरक्षण करण्यासाठी सकारात्मक वैशिष्ट्यांसह थर्मिस्टर्सचा वापर केला जातो. थांबलेल्या मोटरमुळे किंवा जास्त शाफ्ट लोडमुळे वाइंडिंग सर्किटमधील विद्युतप्रवाह वाढल्यास, पीटीसी रेझिस्टर गरम होईल आणि हा प्रवाह मर्यादित करेल.
एनटीसी थर्मिस्टर्सचा वापर इतर घटकांसाठी थर्मल कम्पेन्सेटर म्हणून देखील केला जाऊ शकतो. म्हणून, जर ट्रान्झिस्टर मोड सेट करणार्या रेझिस्टरच्या समांतर एनटीसी थर्मिस्टर स्थापित केला असेल आणि त्यात सकारात्मक TKS असेल, तर तापमान बदल प्रत्येक घटकावर उलट परिणाम करेल. परिणामी, तापमानाच्या प्रभावाची भरपाई केली जाते आणि ट्रान्झिस्टरचा ऑपरेटिंग पॉइंट बदलत नाही.
अप्रत्यक्ष हीटिंगसह थर्मिस्टर्स नावाची एकत्रित साधने आहेत. तपमानावर अवलंबून असलेले घटक आणि एक हीटर अशा घटकाच्या एका घरामध्ये स्थित आहे. त्यांच्यामध्ये थर्मल संपर्क आहे, परंतु ते गॅल्व्हॅनिकली विलग आहेत. हीटरद्वारे विद्युत् प्रवाह बदलून, प्रतिकार नियंत्रित केला जाऊ शकतो.
अभियांत्रिकीमध्ये वेगवेगळ्या वैशिष्ट्यांसह थर्मिस्टर्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. मानक अनुप्रयोगांव्यतिरिक्त, त्यांच्या कार्याची व्याप्ती वाढविली जाऊ शकते.सर्व काही केवळ विकासकाच्या कल्पनाशक्ती आणि पात्रतेद्वारे मर्यादित आहे.
तत्सम लेख:
