¿Qué es un termistor PTC?

¿Alguna vez te has preguntado qué es un termistor PTC? Si eres curioso acerca de la electrónica y cómo funcionan los dispositivos, este artículo es para ti. En este artículo, vamos a explorar en detalle qué es y cómo funciona un termistor PTC, así que prepárate para sumergirte en el fascinante mundo de los componentes electrónicos.

¿Qué es un termistor PTC? Esta es una pregunta que probablemente haya escuchado antes, pero es posible que no sepa la respuesta. Un termistor PTC es un tipo de resistencia que se puede usar en una variedad de aplicaciones, incluida la detección y el control de temperatura. En este artículo, proporcionaremos una descripción completa de qué son los termistores PTC y cómo funcionan. También responderemos algunas preguntas comunes sobre estos dispositivos y brindaremos algunos consejos sobre cómo usarlos de manera efectiva.

¿Qué es un termistor PTC?

Un termistor PTC es un tipo especial de dispositivo sensor de temperatura. Significa coeficiente de temperatura positivo (PTC).

A diferencia de otros sensores de temperatura, como los termopares y los detectores de temperatura de resistencia (RTD), la resistencia de un termistor PTC aumentará en lugar de disminuir con el aumento de la temperatura. Esta propiedad se puede utilizar en muchas aplicaciones, que van desde la electrónica de consumo hasta los sistemas de automatización industrial.

Los termistores PTC están hechos de un material cerámico dopado con pequeñas cantidades de óxidos metálicos, como el óxido de manganeso o el óxido de cobalto. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de este material, el aumento de temperatura hace que cambie su estructura molecular, lo que resulta en una mayor resistencia. A medida que la temperatura continúa aumentando, la resistencia seguirá aumentando hasta alcanzar su valor máximo. Esto hace que los termistores PTC sean ideales para detectar condiciones de sobrecalentamiento en un sistema.

¿Qué es un termistor PTC?

Cuando se usa como sensor de temperatura, los termistores PTC generalmente se conectan en serie con una resistencia a través de una fuente de voltaje de CA. Cuando la temperatura sube por encima de cierto umbral, el aumento de la resistencia del termistor PTC hace que fluya más corriente a través de la resistencia en lugar de a través de sí mismo. Esto, a su vez, produce una señal que puede usarse para activar una alarma u otros dispositivos de advertencia cuando se alcanzan las temperaturas adecuadas. [1], [2], [3]

Características de los termistores PTC

Ahora que sabe qué es un termistor PTC, analicemos algunas de las características que los hacen tan útiles en aplicaciones de detección de temperatura.

Temperatura de transición

La característica más importante de un termistor PTC es su temperatura de transición. Esta es la temperatura a la que la resistencia del dispositivo comienza a aumentar rápidamente y, por lo general, se configura al mismo nivel que una alarma de sobrecalentamiento. El valor de esta temperatura se puede ajustar cambiando el material utilizado para fabricar el termistor o ajustando sus niveles de dopaje.

Los termistores PTC exhiben un coeficiente de temperatura ligeramente negativo hasta el punto en el que su resistencia alcanza su mínimo. Por encima de este punto, su coeficiente sube ligeramente hasta alcanzar la temperatura de transición (TC).

Resistencia mínima

La resistencia mínima de un termistor PTC es la resistencia eléctrica más baja posible que puede tener cuando se expone a una temperatura determinada.

Este valor es importante para diseñar circuitos que involucran termistores PTC, ya que permite a los ingenieros elegir valores apropiados para otros componentes del circuito.

Resistencia nominal

La resistencia nominal de un termistor PTC es la cantidad de resistencia que normalmente tendrá cuando se exponga a la temperatura ambiente. Este valor puede oscilar entre decenas de ohmios y miles de ohmios, según el modelo y el tamaño. Las lecturas precisas están garantizadas con el uso de una corriente baja, lo que garantiza que el termistor no experimente un calor excesivo que podría sesgar los resultados.

Constante de disipación

La constante de disipación es la conexión entre la potencia suministrada y cuánto aumenta la temperatura de un cuerpo a partir de su propio calor. La constante de disipación se ve afectada por cosas como el material de los cables, cómo se conecta el termistor, la temperatura en su área, cómo se mueve el calor alrededor del dispositivo y su tamaño y forma. La constante de disipación es un factor importante que tiene un efecto sobre las propiedades de autocalentamiento del termistor.

Corriente nominal máxima

Cuando se trata de termistores PTC, uno de los términos más importantes a entender es corriente nominal máxima. La corriente nominal máxima es la corriente eléctrica que un termistor PTC puede manejar sin fallar o afectar su rendimiento en condiciones ambientales específicas. Como resultado, es importante seleccionar el termistor PTC correcto para su aplicación, ya que demasiada corriente podría causar fallas y daños permanentes.

La corriente nominal máxima depende de varios factores, incluida la constante de disipación y la curva RT del termistor. Cuanto mayor sea la constante de disipación, menor será la corriente nominal máxima. También es importante tener en cuenta que la curva RT de un termistor PTC puede cambiar con el tiempo y, como resultado, su rendimiento puede no ser consistente con el tiempo.

Tensión nominal máxima

El voltaje nominal máximo de un termistor PTC es la mayor cantidad de energía que puede manejar de manera segura mientras está en funcionamiento.

Cuando se utiliza un termistor PTC a su voltaje nominal máximo, es importante controlar su temperatura y consumo de corriente para garantizar un funcionamiento seguro y confiable. Los circuitos correctamente diseñados deben incorporar componentes de protección, como disyuntores o fusibles, para evitar un consumo excesivo de corriente debido a una condición de sobretensión.

Además, al alimentar varios dispositivos con una sola fuente de alimentación, es importante asegurarse de que el consumo de corriente total no exceda el máximo permitido para cada dispositivo individual. Al igual que la corriente nominal máxima, la tensión nominal máxima depende de varios factores, incluida la constante de disipación y la curva RT del termistor.

¿Qué es un termistor PTC?

Es importante tener en cuenta que cuando los voltajes aplicados a un termistor PTC superan sus valores nominales máximos, pueden desarrollar un calor excesivo o incluso un cortocircuito, lo que puede provocar daños o fallas en otros componentes del circuito. Por lo tanto, se debe tener cuidado al seleccionar una clasificación de voltaje adecuada para una aplicación en particular. [1]

Modos de operacion

Los termistores PTC también tienen diferentes modos de operación, lo que determina su respuesta al entorno en el que se colocan. Discutámoslos.

Modo de autocalentamiento

El modo de autocalentamiento es el más simple de entender. Funciona según el principio de calentamiento Joule: cuando una corriente pasa a través del termistor PTC, produce calor que hace que aumente su resistencia. Esto se debe a que una temperatura más alta aumenta el número de portadores de carga y cambia su movilidad, lo que lleva a una mayor resistividad.

En este modo, no hay necesidad de elementos de calefacción o fuentes de alimentación externas; siempre que pase suficiente corriente a través de él, el termistor PTC producirá su propia energía térmica.

Si la electricidad permanece igual, la cantidad de electricidad permanecerá estable cuando el termistor no se caliente ni se enfríe. La temperatura se mantiene igual si aplicamos un cierto voltaje y sabemos cuánto calor se pierde. Esta forma de trabajo se usa a menudo cuando se hacen circuitos que dependen de qué tan caliente o frío esté y también cuánto tiempo debe tomar algo.

Modo de detección

Otro modo de operación para un termistor PTC es sintiendo Cuando se opera de esta manera, el consumo de energía del termistor es tan escaso que tiene una influencia trivial en su temperatura y, en consecuencia, en la resistencia, que contrasta marcadamente con el modo de autocalentamiento. Al medir la temperatura, la curva RT se usa como guía. Esto se llama modo de detección. [2]

¿Qué es un termistor PTC?

Aplicaciones típicas para termistores PTC

Ahora que conoce las diferentes características de un termistor PTC, es posible que se pregunte para qué se puede utilizar. ¡Hay infinitas posibilidades! Vamos a discutir algunos de los más comunes.

Calentadores autorregulables

Los termistores PTC se pueden utilizar para hacer calentadores autorregulables. A menudo se encuentran en calentadores de asientos de automóviles, mantas eléctricas y calentadores de ambiente. Cuando la temperatura alcanza cierto punto, el termistor PTC dejará de conducir corriente, evitando así que el aparato se sobrecaliente. Esto los convierte en una opción ideal para aplicaciones de seguridad donde la confiabilidad es clave.

Protección del circuito

La capacidad de un termistor PTC para limitar la corriente también puede ser beneficioso en aplicaciones de protección de circuitos. A medida que aumenta la temperatura debido a una sobrecarga o un cortocircuito, permite que el dispositivo corte la alimentación antes de que se produzcan daños graves. Esto puede ayudar a proteger los componentes sensibles y prolongar la vida útil de sus dispositivos electrónicos.

Los termistores PTC también se pueden utilizar para proteger los motores de corriente continua de daños debido a una corriente excesiva. En un circuito de control de motor, el termistor PTC limitará la cantidad de corriente que ingresa al motor, evitando el sobrecalentamiento y el posible agotamiento. Esto es especialmente importante para los motores que funcionan constantemente a altas velocidades, como los que se encuentran en los equipos industriales.

Válvulas solenoides son otra aplicación común para los termistores PTC. Se pueden usar para proteger la válvula de sobretensiones de alta corriente, lo que les permite operar de manera confiable y segura.

¿Qué es un termistor PTC?

Detección de niveles de líquido

Los termistores PTC se utilizan comúnmente en aplicaciones de detección de nivel de líquido. Esto se debe a su alta precisión y estabilidad, así como al hecho de que se pueden sumergir en agua de forma segura. A menudo están incrustados en un dispositivo tipo flotador que les permite detectar cambios en el nivel del líquido. Este tipo de sistema de monitoreo es especialmente útil para controlar bombas y otros sistemas de flujo de líquidos.

Medición y control de temperatura

Los termistores PTC se utilizan comúnmente en medición de temperaturay control. Esto significa que pueden detectar cambios en la temperatura y luego actuar en consecuencia para regularla, como encender o apagar un sistema de calefacción o refrigeración. Por ejemplo, si la temperatura sube por encima de cierto nivel, el termistor PTC detectará el cambio y apagará el sistema. Es por eso que a menudo los encuentra colocados cerca de dispositivos electrónicos que generan calor, como computadoras y amplificadores, para evitar que se sobrecalienten.

inversores industriales

inversores industriales son una de las aplicaciones más importantes de los termistores PTC. A menudo se utilizan en motores eléctricos, transformadores y otros equipos eléctricos de alta potencia. El termistor ayuda a proteger el sistema de sobretensiones y sobrecalentamiento. A medida que aumentan las temperaturas, el valor de resistencia del termistor PTC también aumenta, lo que evita que pase demasiada corriente por el sistema y, en última instancia, lo protege de daños.

Como interruptor térmico

Por último, los termistores PTC se utilizan comúnmente como interruptores térmicos. Un interruptor térmico consta de un termistor conectado en serie con un circuito y una resistencia. A medida que aumenta la temperatura, la resistencia del termistor PTC aumenta considerablemente, lo que reduce la corriente que fluye a través de ambos componentes. Esto significa que cuando ocurre una situación de sobrecalentamiento, el flujo de corriente cae y puede ocurrir un apagado de seguridad.

Esto los hace ideales para su uso en aplicaciones tales como sistemas HVAC donde es importante apagar el sistema si se calienta o se enfría demasiado. [2], [3]

¿Qué es un termistor PTC?

Preguntas más frecuentes

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de un termistor PTC?

Los termistores PTC tienen una serie de ventajas distintas en comparación con otras tecnologías de detección de temperatura, incluido su rápido tiempo de respuesta, linealidad y amplio rango de temperatura. Además, son relativamente económicos de fabricar y requieren componentes adicionales mínimos para su funcionamiento. Además, los termistores PTC se pueden diseñar con características operativas que los hacen adecuados para su uso en una variedad de aplicaciones.

La principal desventaja asociada con los termistores PTC es su poca capacidad de intercambio y la falta de linealidad de las características termoeléctricas. Esto puede dar lugar a variaciones considerables en su rendimiento de un dispositivo a otro, lo que genera la necesidad de una cuidadosa selección y prueba de los componentes individuales cuando se utilizan en aplicaciones que requieren lecturas de temperatura extremadamente precisas.

¿Para qué se utilizan los sensores PTC?

Los termistores PTC se utilizan para una variedad de aplicaciones de detección de temperatura. Se pueden utilizar para detectar temperaturas excesivas, regular la temperatura de electrodomésticos y fuentes de alimentación, así como proporcionar protección térmica en equipos industriales.

Pero lo que es más importante, los termistores PTC se utilizan en algunos de los sistemas de control de temperatura más avanzados y sensibles, como equipos médicos, electrónica automotriz y telecomunicaciones.

¿De qué material es un termistor PTC?

El termistor PTC está hecho de un material conocido como cerámica policristalina dopada. Está hecho de una combinación de titanato de bario y otros materiales, como plomo o cobalto, que han sido dopados previamente con cargas eléctricas. Cuando se expone al calor, el material experimenta un aumento significativo en su resistencia (un coeficiente de temperatura positivo). Esto significa que la corriente que fluye a través de él disminuye cuando se calienta, lo que lo convierte en un dispositivo de protección térmica eficaz.

¿Cuál es la diferencia entre los termistores tipo NTC y PTC?

Los termistores NTC (coeficiente de temperatura negativo) son resistencias sensibles a la temperatura con un coeficiente de temperatura de resistencia eléctrica negativo.

Esto significa que a medida que aumenta la temperatura, su resistencia eléctrica disminuye. Los termistores NTC se usan comúnmente en muchas industrias para aplicaciones tales como detección y control de temperatura.

Los termistores PTC (coeficiente de temperatura positivo), por otro lado, tienen un coeficiente de temperatura de resistencia eléctrica positivo. Esto significa que a medida que aumenta la temperatura, también aumenta su resistencia eléctrica. Los termistores PTC se usan comúnmente para aplicaciones donde se requiere protección contra sobrecalentamiento, como arrancadores de motor y otros dispositivos de protección contra sobrecarga térmica. También se pueden usar para detectar el flujo de fluidos o para medir la velocidad del aire en los sistemas HVAC.

¿Cuál es un ejemplo de un termistor PTC?

Un termistor PTC es un tipo de dispositivo sensor de temperatura que contiene un elemento de coeficiente de temperatura positivo (PTC).

Generalmente, el elemento está hecho de dos placas conductoras unidas por un material aislante llamado dieléctrico. Cuando la temperatura sube por encima de un cierto umbral, la resistencia del material cambia drásticamente, limitando el flujo de corriente y cambiando así sus características eléctricas. Entre los ejemplos de termistores PTC se incluyen los que se utilizan en sistemas de refrigeración de motores de automóviles, acondicionadores de aire, frigoríficos y otras aplicaciones en las que se requiere un control de temperatura preciso.

¿Cuál es la diferencia entre PT100 y PTC?

Un termistor PTC y un PT100 son dos tipos de termistores, que son dispositivos sensores de temperatura. Ambos miden cambios en la resistencia que corresponden a diferentes temperaturas, pero las diferencias entre ellos pueden ser significativas.

La diferencia más notable entre PT100 y PTC es el rango de medición. Un PT100 tiene un rango de -200 °C a +850 °C, mientras que el rango de un termistor PTC está limitado a entre -40 °C y +125 °C. Esto hace que el PT100 sea más adecuado para aplicaciones de temperatura más alta, como procesos industriales o electrónica de alta potencia, como motores y turbinas de vapor, mientras que el termistor PTC normalmente funciona mejor con aplicaciones de temperatura más baja, como electrónica de consumo o sistemas HVAC.

Otra diferencia entre los dos es su tecnología y sensibilidad. El PT100 utiliza una técnica de medición de resistencia de dos hilos que requiere más potencia para medir temperaturas precisas y, por lo general, tiene mayor precisión que los termistores PTC. Por otro lado, los termistores PTC utilizan la detección de corriente de un solo cable, que es mucho más eficiente desde el punto de vista energético y puede medir los cambios de temperatura con una precisión notable de hasta 0,01 °C cuando se combina con la electrónica adecuada. Esto lo hace ideal para aplicaciones de baja potencia como dispositivos médicos o sensores automotrices donde la medición de precisión es crítica.

¿Cómo puede saber si un termistor es NTC o PTC?

La forma más fácil de saber si un termistor es NTC (coeficiente de temperatura negativo) o PTC (coeficiente de temperatura positivo) es midiendo su resistencia a diferentes temperaturas. Un termistor NTC tendrá una resistencia decreciente a medida que aumenta la temperatura, mientras que un termistor PTC tendrá una resistencia creciente. También es posible diferenciar entre termistores NTC y PTC en función de su forma y tamaño: los NTC tienden a ser más pequeños que los PTC, mientras que los NTC suelen tener forma cilíndrica o de disco, mientras que los PTC suelen ser rectangulares o cuadrados.

Video útil: Conceptos básicos de termistor – NTC PTC

Conclusión

Los termistores PTC son una herramienta invaluable para detectar temperaturas en diversas aplicaciones debido a sus características únicas, como temperatura de transición, resistencia mínima, resistencia nominal, constante de disipación y tiempo de respuesta. Son altamente precisos y versátiles, lo que los convierte en una excelente opción para la detección de temperatura en diversas industrias.

En este artículo, brindamos una descripción general completa de qué son los termistores PTC y cómo funcionan. También discutimos los diferentes tipos disponibles, junto con consejos sobre cómo elegir el adecuado para sus necesidades.

También le brindamos una descripción detallada de las características de los termistores PTC, como la temperatura de transición, la resistencia mínima, la resistencia nominal, la constante de disipación y el tiempo de respuesta.

Independientemente de la aplicación en la que necesite detectar la temperatura, es probable que haya un termistor PTC disponible para hacerlo de manera efectiva. Dicho esto, si tiene más preguntas sobre qué es un termistor PTC o si necesita más ayuda para seleccionar el termistor adecuado para su aplicación, no dude en ponerse en contacto con un experto.

¡Esperamos que esta guía épica haya sido útil para brindarle toda la información que necesita sobre los termistores PTC! Buena suerte y gracias por leer.

Referencias

  1. https://eepower.com/resistor-guide/resistor-types/ptc-thermistor/#
  2. https://www.elprocus.com/ptc-thermistor/
  3. https://product.tdk.com/en/techlibrary/applicationnote/howto_ptc-limiter.html

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