18. Термисторы, варисторы, принцип работы, характеристики, параметры, применения.

УГО термистора

Термистор – обычно изготавливается из металла, сопротивление которого линейно изменяется в зависимости от температуры(медь, платина) или на основе полупроводников. Значение сопротивления терморезистора определяется температурой окружающей среды и собственным нагревом терморезистора, возникающим из-за протекания по нему электрического тока. Температура терморезистора не пропорциональна протекающему току, поэтому температура терморезистора, а, следовательно, его ВАХ даже при постоянной температуре окружающей среды не линейна.

Термисторы бывают двух типов: с положительным и отрицательным температурным коэффициентом. У терморезистора с положительным коэффициентом при повышении температуры сопротивление возрастает, а с отрицательным коэффициентом - уменьшается.

Основными параметрами терморезистора являются: номинальное сопротивление, температурный коэффициент сопротивления (Температурный коэффициент сопротивления характеризует зависимость электрического сопротивления от температуры и измеряется в кельвинах в минус первой степени (K−1).), интервал рабочих температур, максимально допустимая мощность рассеяния (мощность, при которой термистор, находящийся в спокойном воздухе при температуре 20°C, разогревается при прохождении тока до максимально допустимой температуры).

ВАХ термистора

На начальном участке характеристики соблюдается линейная зависимость, так как при малых токах выделяющаяся мощность недостаточна для существенного изменения температуры термистора, сопротивление не меняется, поэтому соблюдается закон Ома. При увеличении тока нагрев становится заметным, сопротивление термистора начинает уменьшаться и крутизна характеристики снижается. Достигнув некоторого максимального значения, падение напряжения на термисторе при дальнейшем росте тока начинает уменьшаться.

Применение: Автомобильная электроника: для измерения температуры охлаждения воды или масла; для слежения температуры выхлопных газов, крышки цилиндра, тормозной системы; для контроля температуры в салоне автомобиля.

В кондиционерах: в распределителе тепла; для мониторинга температуры в комнате

В нагревателях для пола и газовых котлах.

УГО варистора

Варистор -  это электронный компонент, который ограничивает напряжение в цепи питания электроприборов.

ВАХ варистора.

Нелинейность характеристик варисторов обусловлена локальным нагревом соприкасающихся граней многочисленных кристаллов карбида кремния (или иного полупроводника). При локальном повышении температуры на границах кристаллов сопротивление последних существенно снижается, что приводит к уменьшению общего сопротивления варисторов.

Основное влияние на сопротивление варистора оказывает приложенное напряжение и в значительно меньшей степени - температура. В технических условиях на варисторы обычно приводят:

1. U_ном – номинальное напряжение – напряжение при превышении, которого на 20% не наблюдается значительного разогрева варистора.

2. I_ном – ток, протекающий при U_ном.

3. β – коэффициент нелинейности, равный отношению статического сопротивления к дифференциальному сопротивлению. .

Коэффициент нелинейности лежит в пределах 2-10 у варисторов на основе SiC и 20-100 у варисторов на основе ZnO.

Температурный коэффициент сопротивления варистора — отрицательная величина.

Варисторы применяются для стабилизации и регулирования низкочастотных токов и напряжений, в аналоговых вычислителях — для возведения в степень, извлечения корней и других математических действий, в цепях защиты от перенапряжений (например, высоковольтные линии электропередачи, линии связи, электрические приборы) Высоковольтный варистор используется в защитном штекерном модуле разрядника, предназначенном для предотвращения выхода из строя оборудования вследствие перенапряжений (Высоковольтные варисторы применяются для изготовления ограничителей перенапряжения.) и др.