Nhiệt điện trở là gì?
- Nhiệt điện trở, hay còn được gọi là Thermistor, là một loại thiết bị điện dùng để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ dựa trên điện trở kháng của vật liệu.
- Mặc dù không phải là một đại lượng vật lý, nhưng nhiệt điện trở vẫn có khả năng cản trở dòng điện và là một điện trở rất nhạy cảm với nhiệt độ.
- Nó được sử dụng trong các mạch điện để cảm biến nhiệt và hạn chế dòng xung kích của các thiết bị như nồi cơm điện, bếp từ, ấm siêu tốc, điều hòa không khí, vv.
Cấu tạo của nhiệt điện trở
Nhiệt điện trở được cấu tạo từ hỗn hợp các bột oxit kim loại và oxit kẽm, theo tỉ lệ và khối lượng nhất định. Hỗn hợp này sau đó được nén chặt trong vỏ bọc gốm và vật liệu cách nhiệt, sau đó được nung ở nhiệt độ cao. Độ dẫn điện của hỗn hợp sẽ thay đổi tùy thuộc vào mức nhiệt.
Hiện nay, dây nhiệt điện trở được làm từ niken và crom, tỷ lệ trộn là 80% niken và 20% crom.
Nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở
Nhiệt điện trở hoạt động dựa trên nguyên tắc của việc điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng, được gọi là nhiệt điện trở suất.
Khi nhiệt độ môi trường tăng hoặc giảm, điện trở của nhiệt điện trở cũng sẽ tăng hoặc giảm theo. Có thể sử dụng để đo giá trị của điện trở và suy ra giá trị của nhiệt độ.
Dải nhiệt độ đo thông thường của nhiệt điện trở dao động trong khoảng -50 đến +150 độ C.
Phân loại nhiệt điện trở
Giả sử mối quan hệ giữa trở kháng và nhiệt độ là tuyến tính, ta có: ΔR = k. ΔT
Trong đó:
- ΔR là lượng thay đổi trở kháng
- ΔT là lượng thay đổi nhiệt độ
- k là hằng số nhiệt điện trở
Theo hệ số k, nhiệt điện trở được chia thành 2 loại:
- Nếu k dương, trở kháng của điện trở tăng khi nhiệt độ tăng, được gọi là positive temperature coefficient (PTC).
- Nếu k âm, trở kháng của điện trở tăng khi nhiệt độ giảm, được gọi là negative temperature coefficient (NTC).
Ngoài ra, nhiệt điện trở cũng có thể được phân loại theo vật liệu tạo nên:
- Nhiệt điện trở làm từ platin: Platin được sử dụng phổ biến nhất vì độ chính xác cao, khả năng lặp lại tốt và phạm vi tuyến tính của nhiệt độ rộng.
- Nhiệt điện trở làm từ đồng hoặc niken: Được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp ít quan trọng do độ chính xác và phạm vi nhiệt độ tương đối hẹp.
Đối với nhiệt điện trở làm từ platin, giá trị điện trở thay đổi theo một hệ số Alpha α, xác định bằng phương trình:
α = (R100 – R0) ÷ 100 R0
Trong đó:
- R0 là điện trở của cảm biến tại 0 °C.
- R100 là điện trở của cảm biến tại 100 °C.
Nhiệt điện trở platin có các giá trị α khác nhau, dao động từ 0.00375 đến 0.003927. Giá trị α cao nhất tương ứng với mức độ tinh khiết cao nhất của platin.
Tiêu chuẩn phổ biến và thương mại nhất trên toàn thế giới là nhiệt điện trở platin với α = 0.00385.
Ứng dụng của nhiệt điện trở
- Nhiệt điện trở được sử dụng rộng rãi trong mạch điện tử để làm cảm biến nhiệt trong các máy móc, kiểm soát nhiệt độ và kiểm tra thiết bị gia đình như bếp cảm ứng, điện áp nồi hơi, nồi cơm điện, lò điện, lò vi sóng, lò nướng, ấm siêu tốc, vv.
- Nó cũng được sử dụng để đo và bù nhiệt trong các thiết bị tự động hóa văn phòng như máy in, máy photocopy.
- Nhiệt điện trở được sử dụng trong ngành công nghiệp, y tế, bảo vệ môi trường, dự báo thời tiết, chế biến thực phẩm để đo và kiểm tra nhiệt độ.
- Nó cũng được sử dụng để bù nhiệt vòng lặp thiết bị, mạch tích hợp, bộ dao động tinh thể và cặp nhiệt điện.
- Nhiệt điện trở cũng được sử dụng trong các phần mạch bảo vệ quá nhiệt của bộ cấp nguồn điện và đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện.
Hãy cùng trang web LADEC tìm hiểu thêm về nhiệt điện trở và những ứng dụng của nó.