Tìm hiểu cấu tạo, phân loại và ứng dụng của nhiệt điện trở

Chu Văn An

Điện trở nhiệt Đó là cái gì vậy? Cấu tạo của nhiệt điện trở? Có những loại nhiệt điện trở nào? Nguyên lý làm việc của nhiệt điện trở là gì? Đây là câu hỏi được rất nhiều bạn đọc gửi tới chúng tôi trong thời gian gần đây. Và hôm nay LabvietCHEM sẽ giúp bạn giải đáp những vấn đề này qua bài viết dưới đây. Hãy cùng theo dõi ngay bây giờ.

Nhiệt điện trở là gì?

Nhiệt điện trở là gì?

– Thermistor hay Thermistor, điện trở nhiệt độ là một thiết bị điện dùng để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ dựa trên sự thay đổi điện trở của vật liệu.

– Nhiệt điện trở không phải là một đại lượng vật lý nhưng vẫn có khả năng cản trở dòng điện và là một điện trở rất nhạy cảm với nhiệt độ.

– Dùng trong các mạch điện để cảm ứng nhiệt, hạn chế dòng điện giật… của các thiết bị như nồi cơm điện, bếp từ, ấm điện, điều hòa,..

Cấu trúc của nhiệt điện trở

Điện trở nhiệt là linh kiện điện tử được làm từ hỗn hợp bột oxit. Hỗn hợp bột này thường bao gồm 2-3 loại bột oxit kim loại và oxit kẽm theo tỷ lệ và thể tích nhất định. Sau đó nó được nén trong vỏ gốm và vật liệu cách nhiệt. Tiếp theo, nướng ở nhiệt độ cao. Tùy thuộc vào mức nhiệt độ, độ dẫn điện của hỗn hợp sẽ thay đổi.

Hiện nay, người ta thường sử dụng niken và crom để làm dây điện trở nhiệt, tỷ lệ pha trộn là 80% niken và 20% crom.

Nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở

Nhiệt điện trở hoạt động theo nguyên tắc điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng và hiện tượng này gọi là hiện tượng nhiệt điện trở.

Khi nhiệt độ môi trường tăng hoặc giảm thì điện trở của nhiệt điện trở cũng sẽ tăng hoặc giảm. Do đó, người ta có thể sử dụng nó để đo giá trị điện trở và suy ra giá trị nhiệt độ.

Đối với nhiệt điện trở, phạm vi nhiệt độ đo thông thường dao động từ – 50 đến + 150 độ C.

Phân loại nhiệt điện trở

Giả sử mối quan hệ giữa trở kháng và nhiệt độ là tuyến tính thì chúng ta sẽ có: ΔR = k. ΔT

Trong đó:

• ΔR = mức thay đổi trở kháng
• ΔT = lượng thay đổi nhiệt độ
• k = hằng số điện trở nhiệt

Theo hệ số k người ta chia nhiệt điện thành hai loại:

– Nếu k dương thì trở kháng của điện trở tăng khi nhiệt độ tăng, tức là nhiệt độ điện trở thuận. Nó được gọi là hệ số nhiệt độ dương và được ký hiệu là PTC.

– Nếu k âm thì điện trở của điện trở tăng khi nhiệt độ giảm, tức là nhiệt điện trở âm. Nó được gọi là hệ số nhiệt độ âm và có ký hiệu NTC.

Ngoài ra, nhiệt điện trở có thể được phân loại theo vật liệu làm ra chúng. Đó là:

– Điện trở nhiệt làm từ Platinum: Platinum được sử dụng phổ biến nhất vì có độ chính xác cao, độ lặp lại tốt và dải nhiệt độ tuyến tính rộng. và nó thể hiện sự thay đổi điện trở lớn theo mức độ thay đổi nhiệt độ.

– Nhiệt điện trở làm từ Đồng hoặc niken: Cung cấp độ chính xác và tuyến tính hạn chế và phạm vi nhiệt độ tương đối hẹp nên thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp ít quan trọng hơn.

Đối với nhiệt điện làm từ Platinum, giá trị điện trở thay đổi theo hệ số Alpha α. Hệ số này được xác định theo phương trình:

α = (R100 – R0) 100 R0

Trong đó:

• R0 là điện trở của cảm biến ở 0°C.
• R100 là điện trở của cảm biến ở 100°.

Điện trở nhiệt bạch kim có các giá trị α khác nhau và nằm trong khoảng từ 0,00375 đến 0,003927. Tùy thuộc vào độ tinh khiết của bạch kim, giá trị α cao nhất có nghĩa là bạch kim có độ tinh khiết cao nhất.

Điện trở nhiệt bạch kim có α = 0,00385 là tiêu chuẩn thương mại và phổ biến nhất trên toàn thế giới.

Ứng dụng của nhiệt điện trở

– Nhiệt điện trở được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử để làm cảm biến nhiệt trong máy móc thiết bị, điều khiển nhiệt độ và kiểm tra các thiết bị gia dụng như bếp từ, điện áp nồi hơi, nồi cơm điện, lò nướng điện, lò vi sóng, lò nướng, ấm đun nước điện, v.v.

– Đo và bù nhiệt độ trong các thiết bị tự động hóa văn phòng như máy in, máy photocopy,..

– Dùng để đo, kiểm tra nhiệt độ trong công nghiệp, y tế, bảo vệ môi trường, dự báo thời tiết, chế biến thực phẩm,..

– Được sử dụng để bù nhiệt độ cho các vòng lặp thiết bị, mạch tích hợp, bộ dao động tinh thể và cặp nhiệt điện.

– Nhiệt điện trở được sử dụng trong các mạch bảo vệ quá nhiệt của nguồn điện và có vai trò rất quan trọng trong hệ thống điện.

Hy vọng qua nội dung bài viết của labvietchem các bạn sẽ phần nào hiểu thêm những kiến ​​thức hữu ích về nhiệt điện trở. Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự theo dõi của các bạn và mong nhận được những đóng góp bổ sung từ các bạn.

Tham khảo thêm:

• Tìm hiểu các phương pháp đo điện trở đất phổ biến hiện nay
• NTC là gì? Ứng dụng của nhiệt điện trở NTC