اكتشاف دور الثرمستور في الإلكترونيات الحديثة
الثرمستورات ذات "الحرارية" و "المقاومة" البورتانتو هي مقاوم متخصصة مع قيم مقاومة كبيرة متغيرة مع تغييرات في درجة الحرارة.على عكس المقاومة التقليدية المصممة للحفاظ على مقاومة داكنة ، تم تصميم الثرمستورات للحصول على معامل درجة حرارة كبيرة وهذه الاستجابة لتقلبات درجة الحرارة بطريقة دقيقة إلى تقلبات درجة الحرارة. تتطلب هذه الميزة الفريدة الثرمستورات في مجموعة واسعة من التطبيقات ، من التحكم إلى الرقابةالكشف عن درجة الحرارة وحماية الدائرة.تبحث هذه المقالة عن آلياتها التشغيلية والميزات الهيكلية والأدوار متعددة الأوجه التي تحدد دورها المهم في التكنولوجيا الحديثة في مختلف الصناعات. بالإضافة إلى المتغيرات الخاصة مثل ، نبحث في الاضطرابات التكنولوجية التي تحدد وظائف الثرمستور والتطبيق.
كتالوج
إزالة الجدوى من الحروف
الثرمستور هو نوع من المقاومة التي تغير بشكل كبير المقاومة مع تغيرات في درجة الحرارة ، وهو أمر مفيد للغاية في العديد من التطبيقات.يجمع كلمة "Thermistor" بين "الحرارية" و "المقاومة". إنها مصممة للحصول على معامل درجة الحرارة ، مما يسمح لهم بالتفاعل بسرعة مع التغيرات في درجة الحرارة.
يتم تصنيف الثرمستورات بشكل رئيسي وفقًا لمعامل درجة الحرارة.مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض هذه الثرمستورات في المقاومة.يتم استخدامها على نطاق واسع في أنظمة مراقبة درجة الحرارة والتحكم ، لأن تغيير المقاومة يمكن توقعه مع تغييرات في درجة الحرارة. إنه يجعلها ، حيث ترتفع درجات الحرارة أكثر من اللازم ، فهي تساعد على منع ارتفاع درجة الحرارة عن طريق تقليل التدفق الحالي.
الشكل 2 رمز دائرة الثرمستور
رمز دائرة الثرمستور
رمز الدائرة للثرمستور هو إصدار معدّل من رمز المقاومة القياسي يمثله مستطيل.يميز خط قطري قصير مع شريحة عمودية بوضوح هذا المستطيل ويميز بوضوح في المخططات الإلكترونية. هذا الرمز الموحد هو الرمز الأكثر شيوعًا والمعترف به على نطاق واسع.هذا يضمن تحديد الثرمستورات بسهولة وتشجع الاتساق والوضوح في وثائق التصميم الإلكتروني.
أنواع مختلفة من الثرمستور
الثرمستورات هي أجهزة مقاومة لتغيير مقاومة درجة الحرارة بشكل كبير ، مما يجعلها مفيدة للكشف الدقيق للدرجات إلى درجة الحرارة والتحكم فيها.
الشكل 3 الشكل 3 معامل درجة الحرارة السلبية (NTC)
مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض الثرمستورات NTC في المقاومة.تتبع هذه العلاقة العكسية معادلة Steinhart-Hart التي تحدد بدقة علاقة درجة حرارة المقاومة. تتكون الثرمستورات من مواد مثل المنغنيز والنيكل وأكاسيد الكوبالت والنحاس التي تسهم في خصائص حساسية درجة الحرارة.في الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة الطبية التي يتم فيها الإصرار على الحساسية.حماية المقاومة من زيادة المقاومة التدريجية مع ارتفاع درجة الحرارة ، وبالتالي الحد من التدفق الحالي أثناء بدء الجهاز.
الشكل 4 الشكل 4 معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC)
تزيد الثرمستورات PTC من مقاوماتها مع زيادة درجة الحرارة.هذه الميزة مفيدة للقيود الحالية وحماية الفائض.عادةً ما تكون الثرمستورات PTC مصنوعة عادةً من تيتانيت الباريوم والسيراميك متعدد البلورات.عندما يزيد تدفق التدفق من درجة الحرارة ، تزداد مقاومة الثرمستور وزيادة الثرمستور وتزداد مقاومة الثرمستور.تعمل كعناصر تسخين ذاتية التنظيم التي تحافظ على درجة حرارة ثابتة دون الحاجة إلى أنظمة تحكم منفصلة.
الشكل 5 سيليستور
يوفر الثرمستور PTC المصنوع من السيليكون استجابة خطية لتغيرات درجات الحرارة المناسبة لقياسات درجة الحرارة الحساسة في نطاق أضيق من الثرمستور ، السيليستور ، الثرمستورات أكسيد المعادن.
تطور الثرمستور
كانت فكرة أن المقاومة قد تغيرت مع درجة الحرارة معروفة منذ القرن التاسع عشر.لاحظ مايكل فاراداي لأول مرة معامل درجة الحرارة السلبية (NTC) في الكبريت الفضي في عام 1833. ومع ذلك ، لم يتم إنتاج الثرمستورات الأكسيد المعدني تجاريًا حتى عام 1940.الثرمستور.
لقد وسعت هذه الابتكارات بشكل كبير استخدام الثرمستورات من أجهزة استشعار درجة الحرارة البسيطة إلى آليات التحكم المعقدة في البيئات الصناعية.
الشكل 6 تشريح الثرمستور
تشريح الثرمستور
تأتي الثرمستورات بطرق مختلفة ، بما في ذلك الأقراص المسطحة والخرز والقضبان لتلبية متطلبات التطبيقات ودرجة الحرارة المختلفة.تم تصميم كل أشكال لتحسين السمة الحرارية مع الأسطح أو لتناسب أجهزة معينة دون أي مشاكل.
يتم تصنيع أكاسيد أكسيد المعادن والمنغنيز والنيكل والكوبالت والنحاس والميتريك ، والتي تعمل بفعالية بين 200 و 700 كلفن ، من مزيج من المواد.
يفضل أن تكون حرارية أشباه الموصلات المستندة إلى الجرمانيوم لتطبيقات درجة الحرارة المنخفضة أقل من 100 كيلوغرام.
الشكل 7 مواصفات الثرمستور
الميزات الأساسية للثرمستورات
عند تقييم الثرمستورات ، تكون العديد من المواصفات الأساسية يائسة.تتضمن هذه المعلمات مقاومة قاعدة ومعامل درجة الحرارة وعامل التوزيع الحراري وتوزيع الطاقة القصوى ونطاق درجة الحرارة التشغيلية.يتم تفصيل هذه المعلمات في صفحات البيانات المطلوبة لتحديد الثرمستور المناسب لتطبيقات معينة.
تعد الثرمستورات ذات قيمة خاصة في الأجهزة التي تتطلب استجابة سريعة لتغيرات درجات الحرارة مثل كاشفات الحرائق.بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تلعب دورًا مهمًا في الدوائر المصممة للتحكم في درجة الحرارة والحماية الدقيقة التي توفر الأداء الأمثل والسلامة في الأنظمة الإلكترونية المختلفة.
تطبيقات مختلفة من الثرمستور
الثرمستورات هي مكونات ديناميكية في مختلف الصناعات بسبب حساسياتها ودقتها في قياس درجة الحرارة والتحكم فيها.
التطبيقات الصناعية: توفر الثرمستورات في البيئات الصناعية ظروف عمل مثالية.تحمي المصطلحات مستويات درجة الحرارة والرطوبة اليائسة التي تائسة للعمليات التي تتطلب التحكم في المناخ الصارم. يتم استخدام القراءات.
صناعة السيارات: تزيد الثرمستورات من السلامة والكفاءة في أنظمة السيارات عن طريق قياس زيت المحرك ودرجات حرارة التبريد ، ومنع ارتفاع درجة الحرارة المحتملة وتلف المحرك.
الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة المنزلية: يتم دمج الثرمستورات في العديد من المنازل والأجهزة الإلكترونية ، وتتبع درجات حرارة وحدة المعالجة المركزية ، وتنشيط آليات التبريد عند الضرورة لمنع الضرر والتشغيل الفعال.
المعدات الطبية: في المعدات الطبية ، تكون الثرمستورات فعالة في الحالات التي تكون فيها الحساسية خطيرة ، وحماية درجات الحرارة المستقرة المطلوبة للحضلات حديثي الولادة والميكروبيولوجية.توفر الأطراف تحكمًا حساسًا في درجات الحرارة في الأجهزة التي تخزن الدم واللقاح والمواد البيولوجية الأخرى وحماية حدوثها.
إدارة الطاقة: تلعب المصطلحات دورًا مهمًا في إدارة الطاقة.يراقبون ويديرون درجة حرارة المكونات المختلفة التي تسهم في توزيع الطاقة وتقليل النفايات.في ألواح الشمس وتوربينات الرياح ، تتبع الثرمستور درجة الحرارة لتحسين الأداء ومنع الأضرار الناجمة عن النهايات الحرارية.
البحث والتطوير: الثرمستورات في المختبرات مناسبة للتحكم الصحيح في درجة الحرارة في التجارب وبيئات الاختبار وتوفير ظروف اختبار متسقة.
الطيران والدفاع: الثرمستورات خطيرة في تطبيقات الطيران والدفاع ، ومراقبة والتحكم في المقصورة والمعدات ودرجات حرارة المحرك لزيادة الأداء والسلامة في ظل ظروف صعبة.يحمي المصممين درجات حرارة المعدات الخاصة بهم ضمن حدود العمل الآمنة في فراغ الفراغ.
الشكل 8 تبديل السيراميك PTC الثرمستور
اكتشاف الثرمستورات PTC تبديل السيراميك
تربط الثرمات من الثرمستورات PTC للسيراميك علاقة فريدة من نوعها غير خطية.تحت نقطة أوري ، تقل مقاومتها قليلاً مع درجة الحرارة.مع وصول درجة الحرارة إلى نقطة كوري ، تزداد مقاومتها إلى حد كبير بسبب معامل درجة الحرارة الإيجابية.
يعد تغيير المقاومة الحاد في نقطة الكوري ديناميكيًا للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في اختلافات مقاومة درجة الحرارة.هذه الثرمستورات فعالة بشكل خاص للإدارة الحرارية ووظائف الحماية في الدوائر الإلكترونية.
حل
بشكل عام ، نظرًا لأنها تستجيب للاستجابة الديناميكية لمجموعة واسعة من درجات الحرارة والتغيرات في درجة الحرارة ، تبرز الثرمستورات كأجزاء مستقرة في بانتيون للأجهزة الإلكترونية. في نفس الوقت ، تلعب دورًا مهمًا في تقدم البحث والتنمية في مختلف المجالات العلمية.يستمر التطور المستمر وتحسين تكنولوجيا الثرمستور ، التي تؤكد على تطورات التاريخ والابتكارات المادية ، في توسيع فوائدها وتضمن أن تبقى الثرمستورات في مقدمة الممارسات الحساسة لدرجة الحرارة.
إن قدرة الثرمستور على التكيف مع سلسلة من المتطلبات التشغيلية من خلال الكشف عن درجات الحرارة السريعة أو القيود الحالية الفعالة تجعلها ذات قيمة كبيرة في كل من التطبيقات التكنولوجية اليومية والمتخصصة للغاية. يعد بمزيد من التكامل والوظائف في العالم.
الأسئلة المتداولة [الأسئلة الشائعة]
1. ما الذي يستخدمه الثرمستور؟
يستخدم الثرمستور بشكل أساسي لقياس درجة الحرارة.المقاومة مع التغيرات في درجة الحرارة هي نوع مهم ويمكن التنبؤ به من المقاومة.هذه الميزة مثالية للكشف عن درجة الحرارة والتحكم في الأجهزة مثل ترموستات وأجهزة استشعار السيارات والأجهزة.
2. ما هو مبدأ العمل في الثرمستور؟
يعمل الثرمستور على مبدأ أن المقاومة الكهربائية تتغير مع درجة الحرارة.يرجع هذا التغيير إلى خصائص مادة أشباه الموصلات التي يصنع فيها الثرمستور.عندما تزداد درجة الحرارة ، تتناقص مقاومة معامل درجة الحرارة السلبية (NTC) وتزداد مقاومة معامل درجة الحرارة الإيجابية (PTC).
3. هل يزداد الثرمستور مع درجة الحرارة؟
بالنسبة إلى الثرمستور NTC ، تنخفض المقاومة مع زيادة درجة الحرارة.بالنسبة إلى الثرمستور PTC ، تزداد المقاومة مع زيادة درجة الحرارة مع زيادة درجة الحرارة.
4. كيف يقيس الثرمستور المقاومة؟
لقياس المقاومة باستخدام الثرمستور ، يمكنك الاتصال بدائرة بسيطة ، بما في ذلك مصدر الطاقة وقياس الجهد في الثرمستور.قانون OHM (v = ir) ، حيث v voltage ، current و r ، يمكنك حساب مقاومة جهد الثرمستور والقيم الحالية.
5. كيفية استخدام الثرمستور لقياس درجة الحرارة؟
لاستخدام الثرمستور لقياس درجة الحرارة ، قم بتضمين في دائرة مقسم الجهد متصلة بمصدر الطاقة.يتم قياس الجهد في وقت لاحق على طول Themistor.يرتبط هذا الجهد بمقاومة التغير الثرمستور مع درجة الحرارة. يمكنك إنشاء ملف تعريف يتيح لك التحويل.