Termistor PTC

O que é o termistor PTC

O termistor PTC, conhecido como termistor de coeficiente positivo de temperatura, é uma resistência semicondutora típica com sensibilidade à temperatura. Quando a temperatura excede sua temperatura Curie, o valor da resistência do PTC termistor aumentará gradualmente com o aumento da temperatura; quanto maior a temperatura, maior o valor da resistência.

Características do termistor PTC

Função de proteção de autorrecuperação: Quando a temperatura aumenta devido a sobrecarga, bloqueio ou curto-circuito do equipamento, o valor da resistência do termistor PTC aumenta drasticamente, limitando assim a corrente e protegendo o equipamento contra danos. Quando a falha é removida e a temperatura cai, o termistor PTC retorna automaticamente ao estado de baixa resistência, sem necessidade de reinicialização manual ou substituição do componente.
Resposta sensível à temperatura: O termistor PTC é muito sensível a mudanças de temperatura, pode detectar rapidamente o aumento anormal da temperatura e ativar o mecanismo de proteção em tempo hábil, reduzindo o risco de danos ao equipamento
Estrutura simples, fácil de instalar: Tamanho compacto, fácil de incorporar ao equipamento e sem circuito de controle complexo, pode ser conectado diretamente ao circuito do equipamento
Alta confiabilidade, longa vida útil: capaz de trabalhar de forma estável em ambientes de alta temperatura, resistência a altas temperaturas, forte resistência a choques e aplicável a várias condições de trabalho adversas.
Economia de energia e proteção ambiental: baixo consumo de energia em condições normais de operação, sem mercúrio, chumbo e outras substâncias nocivas, em conformidade com os requisitos ambientais

Símbolo do termistor PTC

The symbol of PTC thermistor is a simple graphic symbol, usually expressed as a rectangle with a “+” symbol, and sometimes there will be “PTC” on the “+” symbol. This symbol visualizes the positive temperature coefficient characteristic of PTC thermistor, i.e., the resistance value increases with increasing temperature.

Qual é a utilidade de um termistor PTC?

O termistor PTC (Positive Temperature Coefficient thermistor) é um tipo de resistor semicondutor com sensibilidade à temperatura, e seus principais usos incluem proteção contra sobrecorrente, proteção contra superaquecimento e aquecimento a temperatura constante.
Proteção contra sobrecorrente
O termistor PTC desempenha a função de proteção contra sobrecorrente no circuito. Quando a corrente no circuito excede o valor definido, o valor da resistência do termistor PTC aumenta drasticamente, limitando assim a passagem da corrente e protegendo outros componentes do circuito contra danos. Essa característica faz com que os termistores PTC sejam amplamente utilizados em transformadores de potência, vários carregadores, instrumentos e outras aplicações que exigem proteção contra sobrecorrente.
Proteção térmica
Os termistores PTC também têm a função de proteção contra superaquecimento. Quando a temperatura do equipamento ou do circuito aumenta devido a sobrecarga ou curto-circuito, o valor da resistência do termistor PTC aumenta rapidamente, interrompendo o circuito e evitando danos ao equipamento, incêndio e outros riscos à segurança. Essa característica faz com que os termistores PTC sejam amplamente utilizados na proteção de motores, sistemas de gerenciamento de baterias e outros campos.
Temperatura constante
Os termistores PTC também podem ser usados para gerar calor em uma temperatura constante. Ao controlar a corrente, os termistores PTC podem reduzir automaticamente a corrente quando a temperatura definida é atingida, mantendo assim uma temperatura constante. Essa característica faz com que sejam usados em cobertores elétricos, aquecedores de bebês e outros aparelhos elétricos que precisam de controle de temperatura constante.

Princípio de funcionamento dos termistores PTC

O princípio de funcionamento do termistor PTC baseia-se no efeito do coeficiente positivo de temperatura (efeito PTC) do material; quando a temperatura aumenta, o valor da resistência aumenta significativamente.Essa característica faz com que os termistores PTC tenham uma ampla gama de aplicações em circuitos de controle automático, como proteção contra superaquecimento e controle de temperatura.Além disso, os termistores PTC também têm características de autorrecuperação e são comumente usados na fabricação de dispositivos de proteção contra sobrecorrente, como fusíveis de autorrecuperação.
Na prática, os termistores PTC são normalmente usados em série em circuitos para evitar danos ao circuito causados por corrente excessiva ou alta temperatura.Esse tipo de componente aumenta a resistência ao aumento da temperatura, limitando assim a corrente e desempenhando um papel protetor; quando a temperatura diminui, o valor da resistência diminui e os componentes podem restaurar automaticamente o estado de funcionamento.
Efeito positivo do coeficiente de temperatura
Efeitos lineares e não lineares do PTC:
A maioria dos materiais metálicos (como cobre, alumínio) tem um efeito PTC linear, a resistência aumenta lentamente com a temperatura.
O efeito não linear do PTC é encontrado em materiais poliméricos ou cerâmicos: quando a temperatura excede a temperatura de Curie, o valor da resistência aumenta drasticamente em uma faixa estreita de temperatura, por exemplo, a resistência do PTC polimérico (PPTC) pode aumentar em várias ordens de magnitude.
Mecanismo de funcionamento e diferenças de material
PTC de polímero (PPTC):
Feito de materiais nos quais as partículas condutoras estão dispersas em uma matriz de polímero. Em temperatura normal, as partículas condutoras formam um caminho, com baixa resistência; quando a corrente é muito grande para causar o aumento da temperatura, a matriz se expande de modo que as partículas condutoras se separam, a resistência aumenta repentinamente, bloqueando a corrente. Depois que a falha é eliminada, a temperatura diminui e a matriz se contrai para restaurar o caminho.
PTC de cerâmica (CPTC):
O principal componente é a cerâmica semicondutora, como o titanato de bário. Em baixas temperaturas, a barreira potencial do contorno de grão é baixa, e os elétrons podem passar facilmente; em altas temperaturas, a barreira potencial do contorno de grão aumenta, dificultando o movimento dos elétrons, e a resistência aumenta drasticamente.
Balanço de energia e características de autorrecuperação
Em condições normais de operação, o calor gerado pelo PTC é equilibrado com o calor dissipado para manter um estado de baixa resistência.
Proteção contra sobrecorrente: Quando a corrente aumenta de forma anormal, o acúmulo de calor faz com que a temperatura exceda a temperatura de Curie e a resistência aumenta abruptamente para limitar a corrente. Após a solução de problemas, a temperatura cai e o resistor retorna automaticamente ao estado de baixa resistência sem substituição.

Diferença entre o termistor NTC e o termistor PTC

As principais diferenças entre os termistores NTC e os termistores PTC são as características de seu valor de resistência com a temperatura, a composição do material, os cenários de aplicação e outras características de desempenho.
Características da variação do valor da resistência com a temperatura
Termistor NTC: À medida que a temperatura aumenta, seu valor de resistência diminui. Isso significa que a resistência dos termistores NTC está inversamente relacionada à temperatura.
Termistor PTC:Com o aumento da temperatura, o valor da resistência aumenta.Isso significa que a resistência dos termistores PTC é diretamente proporcional à temperatura.
Composição do material
Termistores NTC: Geralmente são feitos de materiais semicondutores, como óxido de manganês, óxido de níquel ou outros compostos semelhantes. Esses materiais têm uma alta resistência a baixas temperaturas, que diminui gradualmente à medida que a temperatura aumenta.
Termistores PTC: geralmente feitos de materiais cerâmicos, como titanato de bário.Esses materiais têm baixa resistência em temperaturas normais de operação, mas a resistência aumenta drasticamente quando a temperatura ultrapassa um limite específico.
Cenários de aplicativos
Termistores NTC:Comumente usados em medição de temperatura, compensação de temperatura, proteção contra superaquecimento e circuitos de controle de temperatura. Pode ser usado para suprimir a corrente de irrupção e proteger equipamentos elétricos, como TVs, computadores etc., contra danos em situações como ligar, etc. Os termistores NTC têm um tempo de resposta mais rápido e são adequados para aplicações que exigem uma resposta rápida às mudanças de temperatura.
Termistores PTC:Comumente usados para proteção contra sobrecorrente, fusíveis de autorrecuperação, elementos de aquecimento e controle de temperatura.Quando a temperatura de um dispositivo elétrico ultrapassa um valor definido, a resistência do termistor PTC aumenta drasticamente, limitando a corrente e protegendo o dispositivo elétrico contra danos.As características de resposta lenta dos termistores PTC podem ser vantajosas em algumas aplicações.
Outras características de desempenho
Termistores NTC: normalmente de custo mais baixo, adequados para produção em massa e aplicações sensíveis ao custo. Podem ser mais sensíveis à umidade e a produtos químicos e exigir proteção em ambientes específicos. Podem apresentar leve desvio de resistência em aplicações de longo prazo.
Termistores PTC: podem ser mais caros, mas esse custo adicional vale a pena em aplicações que exigem alta confiabilidade e segurança.Normalmente, eles têm melhor estabilidade a longo prazo e vida útil mais longa.Melhor tolerância a fatores ambientais e capacidade de manter um desempenho estável em condições adversas.

Termistor PTC Aplicativos

Os termistores PTC são amplamente utilizados em muitos campos, incluindo principalmente os seguintes aspectos:
Veículos de energia nova: Os termistores PTC são usados principalmente para proteção do motor e sistemas de gerenciamento de bateria em veículos de energia nova. Quando a temperatura do motor aumenta repentinamente devido à sobrecarga ou à má dissipação de calor, o valor da resistência do termistor PTC aumenta gradualmente, o que corta automaticamente o circuito e evita a queima do motor. Além disso, ele também pode ser usado em sistemas de gerenciamento de baterias para evitar aumentos anormais de temperatura causados por curtos-circuitos ou sobrecarga das baterias, limitando a corrente e acionando mecanismos de proteção para evitar o descontrole térmico.
Equipamentos elétricos de pequeno porte:Os termistores PTC também são amplamente utilizados em equipamentos elétricos de pequeno porte, como aquecedores de ar, ferros de solda, secadores de sapatos e assim por diante.Devido ao seu tamanho pequeno e ao baixo consumo de energia, o termistor PTC pode realizar o efeito de aquecimento rápido, baixo consumo de energia e pequena ocupação de espaço nesses tipos de equipamentos.
Campo industrial:No campo industrial, os sensores de temperatura PTC podem ser usados para medição e controle de temperatura e como elementos de proteção contra superaquecimento.Por exemplo, no aquecedor, no ferro de solda, no armário de secagem, no ar-condicionado e em outros equipamentos, os sensores de temperatura PTC podem medir e controlar a temperatura com precisão, para garantir que o equipamento esteja na faixa de temperatura definida para uma operação estável e, ao mesmo tempo, evitar danos por superaquecimento do equipamento.
Automotivo:No campo automotivo, os sensores de temperatura PTC são usados para detectar e regular as temperaturas de determinados componentes automotivos, como o motor e o sistema de freio.Ao monitorar a temperatura desses componentes, os problemas de superaquecimento podem ser detectados e tratados imediatamente para garantir a segurança e a confiabilidade do automóvel. Além disso, ele também é usado para o controle de temperatura dos sistemas de ar-condicionado dos automóveis para melhorar o conforto ao dirigir.
Equipamentos civis:Em equipamentos civis, os sensores de temperatura PTC são usados para controlar a temperatura da água de caldeiras de água instantâneas, condicionadores de ar e temperaturas de armazenamento a frio.Ele pode medir e regular com precisão a temperatura para atender às necessidades da vida cotidiana das pessoas.
Eletrônicos:No campo da eletrônica, os sensores de temperatura PTC são usados em posicionadores eletrônicos e interruptores térmicos como componentes sensíveis à temperatura para realizar o controle e a proteção precisos da temperatura.Além disso, os materiais PTC também podem ser usados para proteção contra sobrecorrente, limitando a passagem de corrente e protegendo a segurança de circuitos e equipamentos.