Termostato: Definizione, Utilizzi e Funzionamento
Cosa è un termistore
Un termistore (o resistore termico) è definito come un tipo di resistore la cui resistenza elettrica varia con i cambiamenti di temperatura. Anche se la resistenza di tutti i resistori fluttua leggermente con la temperatura, un termistore è particolarmente sensibile ai cambiamenti di temperatura.
I termistori agiscono come un componente passivo in un circuito. Sono un modo accurato, economico e robusto per misurare la temperatura.
Anche se i termistori non funzionano bene in temperature estremamente alte o basse, sono il sensore di scelta per molte diverse applicazioni.
I termistori sono ideali quando è richiesta una lettura precisa della temperatura. Il simbolo del circuito per un termistore è mostrato di seguito:
Usi dei Termistori
I termistori hanno una varietà di applicazioni. Vengono ampiamente utilizzati come modo per misurare la temperatura come termostati digitali in molti diversi ambienti liquidi e d'aria ambiente. Alcuni degli usi più comuni dei termistori includono:
Termostati digitali (termostati)
Applicazioni automobilistiche (per misurare le temperature dell'olio e del refrigerante nelle auto e nei camion)
Elettrodomestici (come microonde, frigoriferi e forni)
Protezione dei circuiti (ad esempio protezione dai sovraccarichi)
Batterie ricaricabili (assicurare che la temperatura della batteria sia mantenuta corretta)
Per misurare la conduttività termica dei materiali elettrici
Utili in molti circuiti elettronici di base (ad esempio, come parte di un kit di avvio Arduino per principianti)
Compensazione della temperatura (cioè mantenere la resistenza per compensare gli effetti causati dai cambiamenti di temperatura in un'altra parte del circuito)
Utilizzati in circuiti di ponte di Wheatstone
Come Funziona un Termistore
Il principio di funzionamento di un termistore è che la sua resistenza dipende dalla sua temperatura. Possiamo misurare la resistenza di un termistore utilizzando un ohmmetro.
Se conosciamo l'esatta relazione tra come i cambiamenti di temperatura influenzano la resistenza del termistore – allora misurando la resistenza del termistore possiamo derivarne la temperatura.
Quanto cambia la resistenza dipende dal tipo di materiale utilizzato nel termistore. La relazione tra la temperatura del termistore e la sua resistenza è non lineare. Un tipico grafico di un termistore è mostrato di seguito:
Se avessimo un termistore con il grafico di temperatura sopra, potremmo semplicemente allineare la resistenza misurata dall'ohmmetro con la temperatura indicata sul grafico.
Tracciando una linea orizzontale a partire dalla resistenza sull'asse y, e una linea verticale verso il basso da dove questa linea orizzontale interseca il grafico, possiamo quindi derivare la temperatura del termistore.
Tipi di Termistori
Esistono due tipi di termistori:
Termistore a Coefficiente Temperatura Negativo (NTC)
Termistore a Coefficiente Temperatura Positivo (PTC)
Termistore NTC
In un termistore NTC, quando la temperatura aumenta, la resistenza diminuisce. E quando la temperatura diminuisce, la resistenza aumenta. Quindi, in un termistore NTC, la temperatura e la resistenza sono inversamente proporzionali. Questi sono i tipi più comuni di termistori.
La relazione tra resistenza e temperatura in un termistore NTC è governata dalla seguente espressione:
Dove:
RT è la resistenza alla temperatura T (K)
R0 è la resistenza alla temperatura T0 (K)
