Termisztor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
1. ábra: Különböző kialakítású termisztorok

A termisztor egy olyan két kivezetésű áramköri elem, amely hő hatására számottevően megváltoztatja elektromos ellenállását – az ellenállás-változás nagysága milliószorosa a fémeknél tapasztalt változásnak[1]. A hőmérsékletfüggő ellenállás-változást hőfokkapcsolókban, szabályozó áramkörökben használják fel. Termisztor található például a laptop készülékek akkumulátor-töltőiben, automata mosógépek motorvédő elektronikáiban, képcsöves televíziókban.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

2. ábra: Különböző termisztorok ellenállásának változása a hőmérséklet függvényében
1) NTK
2) PTK

Az első negatív karakterisztikájú (NTK) termisztort 1833-ban fedezte fel Michael Faraday, amikor ezüst-szulfid ellenállását vizsgálta a hőmérséklet függvényében. Kísérletei során azt tapasztalta, hogy az ezüst-szulfid elektromos ellenállása drámaian csökkent, ha a környezeti hőmérséklet növekedett. Mivel a termisztorok gyártása akkoriban számos nehézségbe ütközött, csak 1930-ban szabadalmaztatta Samuel Ruben.[2]

Működése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Minden termisztor a termorezisztivitás jelenségén, azaz az elektromos ellenállás hőmérséklet-függőségének felhasználásán alapszik. Hőmérséklet hatására minden anyag változtatja fajlagos ellenállását, de a változás mértéke anyagonként változik.[3] A termisztor készítéséhez olyan anyagokat használnak fel, amelyeknél a hőfokfüggő ellenállás-változtató tulajdonság sokkal markánsabban jelentkezik, mint például a fémek esetében. Az ellenállás-változás anyagtól függően lehet olyan irányú, hogy

  • növekvő hőmérséklet hatására a termisztor ellenállása csökken (2. ábra, 1 jelű szaggatott görbe), vagy
  • növekvő hőmérséklet hatására a termisztor ellenállása növekszik (2. ábra, 2 jelű folyamatos görbe).

Ha a termisztor anyagát úgy választják meg, hogy a termisztor ellenállása csökken a hőmérséklet növekedésével, akkor negatív karakterisztikájú termisztorról van szó, amelyet a magyar terminológiában NTK jellel, az angol nyelvű irodalomban pedig NTC rövidítéssel jelölik.[4] Értelem szerint a pozitív karakterisztikájú termisztorokat PTK, illetve angolul PTC jelekkel jelölik.[5]. Bizonyos körülmények között PTK termisztornak tekinthető minden izzólámpa.

Azoknál a termisztoroknál, amelyek ellenállása csökken a hőmérséklet növekedésének hatására (NTK), fontos, hogy a termisztor ne lépje túl a katalógusban reá engedélyezett maximált teljesítményt. Ellenkező esetben a termisztoron átfolyó áram azt tovább melegítené, ami további ellenállás-csökkenést okozna, ami további áramnövekedést, melegedést az eszköz tönkremeneteléig.[6]

Típusai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

3. ábra: Göngytermisztor
4. ábra: Felületszerelt áramkörökben használatos termisztorok. Méretük cca. 1mm

A termisztorok méretei és alakja az alkalmazás céljától függően változhatnak. Alak szerint megkülönböztetnek

  • tárcsatermisztort (1. ábra balról az első három eleme),
  • egyéb alakú termisztort (1. ábra utolsó, jobb oldali eleme),
  • gyöngytermisztort (3. ábra) és
  • felületszerelt termisztort (4. ábra).

Az összes itt felsorolt típus NTK vagy PTK változatban és az adott áramkörhöz illeszkedő ellenállásértékekkel kapható a kereskedelemben.

Alkalmazási területe[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Termisztort az ipari és szórakoztató elektronika területén számos helyen alkalmaznak. Így például:

  • Képcsövet tartalmazó televízió-vevőkészülékek sorvégcső-áramköreiben
  • Hordozható készülékek (például laptop) akkumulátorainak védelmére szolgáló elektronikus áramkörökben
  • Transzformátorok túlmelegedésének érzékelésére[7]
  • Elektromotorok túlmelegedésének érzékelésére[7][8]
  • Jelfogó meghúzási vagy elengedési idejének késleltetésére[7]
  • Hőmérséklet mérésére[1]
  • Rádióamatőr célokra (stabilizálás)
  • Számítógép tápegységekben a szellőző motor fordulatszámának szabályozására.

Előnyei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • kis mérete és nagy hőérzékenysége miatt alkalmas kis kiterjedésű testek, kis légterek hőmérsékletének mérésére és
  • gyors hőváltozások követésére.

Hátrányai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • csak nagy szórással gyártható, alkatrészcsere különös gonddal végezhető;
  • instabilitás, melynek oka a termisztor-kristályok szerkezetében rejlik;
  • öregedés, melynek során a termisztor megváltoztatja eredeti 20 °C-on mért ellenállását[9]
  • korlátozott hőmérséklet-tartomány: az általános célú termisztor -50 °C és 110 °C között használható. A pontos értékekről az adatlapok tájékoztatnak.[10]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b http://meteor.geo.klte.hu/hu/doc/05homerseklet.pdf A hőmérséklet mérése
  2. szerk.: Jones, Deric P.: Biomedical Sensors. Momentum Press (2009) 
  3. "Practical Temperature Measurements". Agilent Application Note. Agilent Semiconductor.
  4. A Negative Thermal Coeffitiens szavak kezdőbetűiből alkotott mozaikszó.
  5. A Positive Thermal Coeffitiens szavak kezdőbetűiből alkotott mozaikszó
  6. http://metal.elte.hu/~phexp/doc/hot/j2s6.htm Ellenállás-hőmérők
  7. ^ a b c http://www.ganzkk.hu/magyar/idvedm.pdf GANZ KK: Elektronikus relék, 10. o.
  8. http://www.findernet.com/media/subsidiary/hu/press/Mot.pdf Galavics Ferenc: Motorvédelemmel a károk megelőzéséért, Elektrinstallateur 2005/7.sz., 25. o., Budapest
  9. www.ussensor.com/technical-info/thermistor-terminology Thermistor Technology
  10. http://search.datasheetcatalog.net/key/THERMISTOR THERMISTOR Datashhet Catalog

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]