Um guia completo sobre tipos de termistores NTC e PTC, parâmetros, princípios de funcionamento e aplicações em circuitos. Aborda designs de detecção de temperatura e limitação de corrente de entrada. Ideal para uso em fontes de alimentação, controle de temperatura, eletrodomésticos e sistemas industriais.
Em diagramas de circuito, termistores são representados por símbolos específicos, e sua forma física aparece como mostrado nas ilustrações.
1. Classificação de Termistores
Termistor de Coeficiente de Temperatura Positivo (PTC): A resistência de um termistor PTC aumenta significativamente à medida que a temperatura sobe. Devido a essa propriedade, os termistores PTC são frequentemente utilizados em aplicações como fusíveis redefiníveis e elementos de aquecimento.
Termistor de Coeficiente de Temperatura Negativo (NTC): Esses termistores apresentam uma queda rápida na resistência com o aumento da temperatura. Eles são amplamente utilizados em circuitos de compensação de temperatura, sistemas de controle térmico e supressão de corrente de pico.
O gráfico abaixo compara as curvas de resistência-temperatura dos termistores NTC e PTC.
2. Parâmetros Principais dos Termistores
Resistência Zero-Potência Nominal R<sub>25</sub> (Ω)
Conforme definido pelos padrões nacionais, esta é a resistência medida a 25°C na ausência de qualquer potência aplicada. Este valor também é conhecido como resistência nominal e é comumente referenciado ao especificar a resistência de um termistor NTC.
Constante Térmica B (K)
O valor B quantifica a sensibilidade do termistor à temperatura e é calculado como a razão do logaritmo natural da resistência em duas temperaturas pela diferença do inverso dessas temperaturas. Uma vez definido, ele permanece fixo. Valores típicos de B para termistores NTC variam de 2000K a 6000K. Valores mais altos indicam maior sensibilidade da resistência às mudanças de temperatura.
Fator de Dissipação (δ)
Este fator representa a razão entre a mudança na potência dissipada e a mudança resultante na temperatura do corpo do termistor sob condições ambientais especificadas.
Constante de Tempo Térmico (T)
Sob condições de zero potência, é o tempo necessário para que o termistor atinja 63,2% da variação total de temperatura após uma mudança súbita de temperatura. Esta constante é diretamente proporcional à capacidade térmica do termistor e inversamente proporcional ao seu fator de dissipação.
Potência Nominal (P)
Este é o máximo poder contínuo que o termistor pode dissipar sob condições definidas sem que a temperatura do seu corpo exceda o limite máximo de operação especificado.
Temperatura Máxima de Operação (Tmax)
A temperatura mais alta na qual o termistor pode operar continuamente sem degradação do desempenho sob parâmetros técnicos definidos.
3. Aplicações Práticas de Circuitos
Termistores NTC são comumente usados em duas grandes categorias de aplicação: sensação de temperatura e proteção contra sobrecarga.
Exemplo 1: Circuito de Amostragem de Temperatura
Exemplo 2: Supressão de Corrente de Inrush
Termistores NTC muitas vezes são colocados na etapa de entrada de energia, como mostrado nas posições RT1 a RT4 no diagrama do circuito. Para dispositivos que suportam entradas tanto de 110Vac quanto de 220Vac, dois termistores NTC devem ser colocados nas posições R1 e R2 para garantir uma proteção consistente contra surtos. Em sistemas de tensão única (220Vac), um termistor NTC em R3 ou R1 é suficiente.
Princípio de funcionamento:
Ao ligar o dispositivo, capacitores volumosos na fonte de alimentação causam uma grande corrente de inrush. Um termistor NTC com alta resistência inicial (à temperatura ambiente) pode limitar eficazmente essa corrente. À medida que a corrente flui, o termistor aquece rapidamente e sua resistência cai para poucos ohms ou menos em milissegundos. Essa queda tem um efeito mínimo na corrente operacional, e seu consumo de energia é negligenciável.
Em comparação com resistores fixos, esta abordagem reduz a dissipação de energia em dezenas a centenas de vezes, tornando-a especialmente adequada para aplicações eficientes em termos energéticos e de alto desempenho, como fontes de alimentação comutadas.
Após a energia ser desligada, o termistor esfria gradualmente e sua resistência retorna ao valor inicial sem energia. Quando a energia é religada, o mesmo ciclo de supressão é repetido.
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