Was sind Thermistoren?
Thermistor, ein Wort, das durch Kombinieren von Wärme mit Widerstand gebildet wird , bezieht sich auf ein Gerät, dessen elektrischer Widerstand oder Fähigkeit, Elektrizität zu leiten, von der Temperatur gesteuert wird. Thermistoren gibt es in zwei Varianten; NTC (negativer Wärmekoeffizient) und PTC (positiver Wärmekoeffizient), manchmal auch Posisitor genannt.
Der Widerstand von NTC-Thermistoren nimmt mit zunehmender Temperatur proportional ab. Sie werden am häufigsten aus den Oxiden von Metallen wie Mangan, Kobalt, Nickel und Kupfer hergestellt. Die Metalle werden durch eine chemische Reaktion oxidiert, zu einem feinen Pulver gemahlen, dann komprimiert und sehr hoher Wärme ausgesetzt. Einige NTC-Thermistoren werden aus Halbleitermaterial wie Silizium und Germanium kristallisiert.
Die elektrischen Schaltkreise sind beim Start kälter als nach längerem Betrieb. NTC-Thermistoren werden verwendet, um diese Vorteile zu nutzen und die Schaltung vor dem Stromstoß zu schützen, der mit dem Anlauf einhergeht. Da sich der Widerstand von NTC-Thermistoren allmählich mit der Temperatur ändert, werden sie auch als Temperaturmessgeräte verwendet.
PTC-Thermistoren weisen mit zunehmender Temperatur einen zunehmenden Widerstand auf. Sie werden in der Regel durch Einbringen geringer Mengen von Halbleitermaterial in eine polykristalline Keramik hergestellt. Wenn die Temperatur einen kritischen Punkt erreicht, bildet das Halbleitermaterial eine Barriere für den Stromfluss und der Widerstand steigt sehr schnell an. Im Gegensatz zu den allmählichen Änderungen bei NTC-Thermistoren wirken PTCs eher wie Ein-Aus-Schalter. Die Temperatur, bei der dies auftritt, kann durch Einstellen der Zusammensetzung des Thermistors variiert werden.
Ein anderer Typ eines Kaltleiters besteht aus einer Kunststoffscheibe mit darin eingebetteten Kohlenstoffkörnern. Wenn der Kunststoff abgekühlt ist, liegen die Kohlenstoffkörner nahe genug beieinander, um einen leitenden Pfad zu bilden. Plastik dehnt sich aus, wenn es sich erwärmt. Bei einer bestimmten Temperatur hat es sich ausreichend ausgedehnt, um die Kohlenstoffkörner auseinanderzudrücken und den leitenden Pfad zu unterbrechen.
Dieses Ein- und Ausschaltverhalten von Kaltleitern ist in Situationen nützlich, in denen Geräte durch leicht definierbare Ereignisse beschädigt werden können. Sie können beispielsweise zum Schutz der Wicklungen von Transformatoren und Elektromotoren vor übermäßiger Hitze eingesetzt werden.