ترموستات: تعریف، کاربردها و نحوه عملکرد آنها
چه چیزی است ترموستور
یک ترموستور (یا مقاومت حرارتی) به عنوان نوعی مقاومت تعریف میشود که مقاومت الکتریکی آن با تغییرات دما متغیر میشود. اگرچه مقاومت همه مقاومتها با دما تا حدی متغیر است، اما ترموستور به تغییرات دما بسیار حساس است.
ترموستورها به عنوان یک مولفه غیرفعال در مدار عمل میکنند. آنها روشی دقیق، ارزان و قوی برای اندازهگیری دما هستند.
در حالی که ترموستورها در دمای بسیار بالا یا پایین خوب عمل نمیکنند، اما آنها سنسور انتخابی برای بسیاری از کاربردهای مختلف هستند.
ترموستورها زمانی که نیاز به خواندن دقیق دما وجود دارد مناسب هستند. نماد مداری برای ترموستور به شرح زیر است:
کاربردهای ترموستور
ترموستورها کاربردهای متنوعی دارند. آنها به طور گستردهای برای اندازهگیری دما به عنوان ترمومتر ترموستور در محیطهای مایع و هوا استفاده میشوند. برخی از کاربردهای رایج ترموستورها عبارتند از:
ترمومترهای دیجیتال (ترموستاتها)
کاربردهای خودرو (برای اندازهگیری دمای روغن و مایع خنککننده در ماشینها و کامیونها)
وسایل خانگی (مانند میکروویو، یخچال و فر)
حفاظت از مدار (به عنوان مثال حفاظت از جرقهها)
باتریهای شارژپذیر (برای اطمینان از حفظ دمای صحیح باتری)
برای اندازهگیری هرسایی حرارتی مواد الکتریکی
در بسیاری از مدارهای الکترونیکی پایه (به عنوان مثال بخشی از یک کیت شروع آردوینو مبتدی)
تعويض دما (یعنی حفظ مقاومت برای جبران اثرات ناشی از تغییرات دما در بخش دیگری از مدار)
استفاده در مدارهای پل ویتستون
چگونه ترموستور کار میکند
اصل کار ترموستور این است که مقاومت آن به دما بستگی دارد. میتوانیم مقاومت ترموستور را با استفاده از یک اهمسنج اندازهگیری کنیم.
اگر رابطه دقیق بین تغییرات دما و مقاومت ترموستور را بدانیم – با اندازهگیری مقاومت ترموستور میتوانیم دمای آن را مشتق کنیم.
چقدر مقاومت تغییر میکند به نوع مواد استفاده شده در ترموستور بستگی دارد. رابطه بین دمای ترموستور و مقاومت آن غیرخطی است. یک نمودار معمولی ترموستور به شرح زیر است:
اگر ترموستوری با نمودار دمایی فوق داشته باشیم، میتوانیم مقاومت اندازهگیری شده توسط اهمسنج را با دمای نشان داده شده در نمودار همخط کنیم.
با کشیدن خط افقی از مقاومت روی محور y و کشیدن خط عمودی از محل تقاطع این خط افقی با نمودار، میتوانیم دمای ترموستور را مشتق کنیم.
نوعهای ترموستور
دو نوع ترموستور وجود دارد:
ترموستور با ضریب دمایی منفی (NTC)
ترموستور با ضریب دمایی مثبت (PTC)
ترموستور NTC
در یک ترموستور NTC، وقتی دما افزایش مییابد، مقاومت کاهش مییابد. و وقتی دما کاهش مییابد، مقاومت افزایش مییابد. بنابراین در یک ترموستور NTC دما و مقاومت به صورت معکوس تناسب دارند. اینها رایجترین نوع ترموستور هستند.
رابطه بین مقاومت و دما در یک ترموستور NTC توسط عبارت زیر حاکم است:
که در آن:
