थर्मिस्टर क्या है?

थर्मिस्टर क्या है?

थर्मिस्टर की परिभाषा

थर्मिस्टर (या थर्मल रेजिस्टर) को एक रेजिस्टर के रूप में परिभाषित किया गया है जिसका विद्युत प्रतिरोध तापमान में परिवर्तन के साथ बहुत ही महत्वपूर्ण रूप से बदलता है।

थर्मिस्टर एक सर्किट में एक पसिव कम्पोनेंट के रूप में कार्य करते हैं। वे तापमान मापन के लिए सटीक, सस्ते और ठोस तरीके हैं।

हालांकि थर्मिस्टर अत्यधिक तापमान में प्रभावी नहीं होते, फिर भी वे कई अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा सेंसर हैं।

थर्मिस्टर तब आदर्श होते हैं जब एक सटीक तापमान पढ़ाई की आवश्यकता होती है। नीचे थर्मिस्टर का सर्किट सिम्बल दिखाया गया है:

थर्मिस्टर के उपयोग

थर्मिस्टर का विभिन्न अनुप्रयोग हैं। वे अनेक तरल और वातावरणीय हवा के वातावरण में तापमान मापन के तरीके के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। थर्मिस्टर के कुछ सबसे सामान्य उपयोग निम्नलिखित हैं:

• डिजिटल थर्मोमीटर (थर्मोस्टैट)

• ऑटोमोबाइल अनुप्रयोग (कारों और ट्रकों में तेल और कूलेंट तापमान मापन के लिए)

• घरेलू उपकरण (जैसे माइक्रोवेव, फ्रिज, और ओवन)

• सर्किट सुरक्षा (जैसे सर्ज सुरक्षा)

• चार्जेबल बैटरी (सही बैटरी तापमान को बनाए रखने के लिए)

• विद्युत सामग्रियों के ऊष्मीय चालकता को मापने के लिए

• कई मूल विद्युत सर्किटों में उपयोगी (जैसे एक शुरुआती Arduino स्टार्टर किट के एक भाग के रूप में)

• तापमान की संतुलन (अर्थात दूसरे हिस्से में तापमान में परिवर्तन के कारण होने वाले प्रभावों को संतुलित करने के लिए प्रतिरोध बनाए रखना)

• व्हीटस्टोन ब्रिज सर्किट में उपयोग

कार्य सिद्धांत

थर्मिस्टर का कार्य सिद्धांत यह है कि इसका प्रतिरोध इसके तापमान पर निर्भर करता है। हम एक ओहममीटर का उपयोग करके थर्मिस्टर का प्रतिरोध माप सकते हैं।

थर्मिस्टर के प्रतिरोध पर तापमान के परिवर्तनों की समझ से, हम इसका प्रतिरोध मापकर तापमान निर्धारित कर सकते हैं।

प्रतिरोध में कितना परिवर्तन होता है, इस पर थर्मिस्टर में उपयोग किए जाने वाले सामग्री के प्रकार पर निर्भर करता है। थर्मिस्टर के तापमान और प्रतिरोध के बीच का संबंध गैर-रैखिक होता है। नीचे एक आम थर्मिस्टर ग्राफ दिखाया गया है:

यदि हमारे पास ऊपर दिए गए तापमान ग्राफ के साथ एक थर्मिस्टर हो, तो हम सिर्फ ओहममीटर द्वारा मापे गए प्रतिरोध को ग्राफ पर दिखाए गए तापमान के साथ लाइन अप कर सकते हैं।

y-अक्ष पर प्रतिरोध से एक क्षैतिज रेखा खींचकर, और इस क्षैतिज रेखा के ग्राफ से छेदन के बिंदु से एक ऊर्ध्वाधर रेखा नीचे खींचकर, हम थर्मिस्टर का तापमान निकाल सकते हैं।

थर्मिस्टर के प्रकार

दो प्रकार के थर्मिस्टर होते हैं:

• नकारात्मक तापमान गुणांक (NTC) थर्मिस्टर

• सकारात्मक तापमान गुणांक (PTC) थर्मिस्टर

NTC थर्मिस्टर

एक NTC थर्मिस्टर में, तापमान बढ़ने पर प्रतिरोध घटता है, और इसके विपरीत। यह विलोम संबंध NTC थर्मिस्टर को सबसे सामान्य प्रकार बनाता है।

NTC थर्मिस्टर में प्रतिरोध और तापमान के बीच का संबंध निम्नलिखित व्यंजक द्वारा नियंत्रित होता है:

• RT तापमान T (K) पर प्रतिरोध है

• R0 तापमान T0 (K) पर प्रतिरोध है

• T0 संदर्भ तापमान है (आमतौर पर 25oC)

• β एक स्थिरांक है, इसका मान सामग्री के लक्षणों पर निर्भर करता है। नामित मान 4000 लिया जाता है।

यदि β का मान उच्च है, तो प्रतिरोध-तापमान संबंध बहुत अच्छा होगा। एक उच्च मान का अर्थ है कि एक ही तापमान में वृद्धि के लिए प्रतिरोध में अधिक भिन्नता होगी - इसलिए आपने थर्मिस्टर की संवेदनशीलता (और इसलिए सटीकता) बढ़ा दी है।

समीकरण से, हम प्रतिरोध तापमान गुणांक निर्धारित कर सकते हैं, जो थर्मिस्टर की संवेदनशीलता को दर्शाता है।

ऊपर हम स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि αT का ऋणात्मक चिह्न है। यह ऋणात्मक चिह्न NTC थर्मिस्टर के ऋणात्मक प्रतिरोध-तापमान लक्षणों को दर्शाता है।

यदि β = 4000 K और T = 298 K, तो αT = –0.0045/oK। यह प्लेटिनम RTD की संवेदनशीलता से बहुत अधिक है। यह तापमान में बहुत छोटे परिवर्तनों को मापने में सक्षम होगा।

हालांकि, अब विकल्प के रूप में भारी रूप से डोपित थर्मिस्टर उपलब्ध हैं (उच्च लागत पर) जिनमें धनात्मक तापमान गुणांक होता है।

समीकरण (1) ऐसा है कि यह छोटे तापमान वाले क्षेत्र में भी वक्र के लिए रैखिक अनुमान बनाना संभव नहीं है, और इसलिए थर्मिस्टर बहुत निश्चित रूप से एक गैर-रैखिक सेंसर है।

PTC थर्मिस्टर

एक PTC थर्मिस्टर में तापमान और प्रतिरोध के बीच विलोम संबंध होता है। जब तापमान बढ़ता है, तो प्रतिरोध बढ़ता है।

और जब तापमान घटता है, प्रतिरोध घटता है। इसलिए PTC थर्मिस्टर में तापमान और प्रतिरोध विलोमानुपाती होते हैं।

हालांकि PTC थर्मिस्टर NTC थर्मिस्टर की तुलना में इतने सामान्य नहीं हैं, फिर भी वे एक प्रकार की सर्किट सुरक्षा के रूप में