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

Nhiệt điện trở là gì? Cấu tạo của nhiệt điện trở? Nhiệt điện trở có những loại nào? Nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở ra sao? Đây là thắc mắc của rất nhiều bạn đọc gửi về cho chúng tôi trong thời gian qua. Và hôm nay, LabVIETCHEM sẽ giúp các bạn giải đáp những vấn đề này qua nội dung bài viết dưới đây. Cùng theo dõi ngay nhé.

Nhiệt điện trở là gì?

Nhiệt điện trở là gì?

- Nhiệt điện trở hay Thermistor, biến trở nhiệt độ là thiết bị điện dùng để phát hiện sự thay đổi nhiệt độ dựa trên điện trở kháng của vật liệu thay đổi.

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

- Được sử dụng trong các mạch điện để cảm biến nhiệt, hạn chế dòng xung kích,…của các thiết bị như nồi cơm điện, bếp từ, ấm siêu tốc, điều hòa,…..

Cấu tạo của nhiệt điện trở

Nhiệt điện trở là linh kiện điện tử được cấu tạo từ hổn hợp các bột oxit. Hỗn hợp bột này thường gồm 2 – 3 loại bột oxit kim loại và oxit kẽm theo tỉ lệ, khối lượng nhất định. Sau đó được nén chặt trong vỏ bọc gốm và vật liệu cách nhiệt. Tiếp đó mang nung ở nhiệt độ cao. Tùy vào từng mức nhiệt mà độ dẫn điện của hổn hợp sẽ thay đổi.

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

Nguyên lý hoạt động của nhiệt điện trở

Nhiệt điện trở hoạt động dựa trên nguyên tắc điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng lên và hiện tượng này được gọi là nhiệt điện trở suất.

Khi nhiệt độ môi trường tăng hoặc giảm, điện trở của nhiệt điện trở cũng sẽ tăng hoặc giảm theo. Vì vậy, người ta có thể vận dụng để đo giá trị điện trở và suy ra ngược lại giá trị của nhiệt độ.

Đối với các nhiệt điện trở, dải nhiệt độ đo thông thường dao động trong khoảng - 50 đến + 150 độ C.

Phân loại nhiệt điện trở

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

Trong đó:

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

Theo hệ số k, nhiệt điện trở được chia ra làm 2 loại:

- Nếu k dương, trở kháng của điện trở tăng khi nhiệt độ tăng tức nhiệt điện trở thuận. Nó được gọi là positive temperature coefficient và ký hiệu là PTC.

- Nếu k âm, trở kháng của điện trở tăng khi nhiệt độ giảm tức nhiệt điện trở nghịchNó được gọi là negative temperature coefficient và ký hiệu NTC.

Ngoài ra, có thể phân loại nhiệt điện trở theo vật liệu tạo nên. Đó là:

- Nhiệt điện trở làm từ Platin: Platin được sử dụng phổ biến nhất vì độ chính xác cao, khả năng lặp lại tốt và phạm vi tuyến tính của nhiệt độ rộng. và nó thể hiện sự thay đổi điện trở lớn trên mỗi mức độ thay đổi nhiệt độ.

- Nhiệt điện trở làm từ Đồng hoặc niken: Cho 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.

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

α = (R₁₀₀ - R₀) ÷ 100 R₀

Trong đó:

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

Nhiệt điện trở platin có các giá trị α khác nhau và dao động trong khoảng từ 0.00375 đến 0.003927. Tùy theo độ tinh khiết của platin, giá trị α cao nhất sẽ đồng nghĩa với việc platin có độ tinh khiết cao nhất.

Nhiệt điện trở platin có α = 0.00385 là tiêu chuẩn phổ biến và thương mại nhất trên toàn thế giới.

Ứng dụng của nhiệt điện trở

- Nhiệt điện trở được sử dụng nhiều trong mạch điện tử để làm cảm biến nhiệt trong các máy móc thiết bị, kiểm soát nhiệt độ và kiểm tra thiết bị gia đình như bếp cảm ứng, điện áp nồi hơi, nồi cơm điện, lò điện, lò vi sóng, lò nướng, ấm siêu tốc,….

- Nhiệt độ đo lường và bù nhiệt trong các thiết bị tự động hóa của văn phòng như máy in, máy photocopy,…

- Dùng để đo lường và kiểm tra nhiệt độ trong ngành công nghiệp, y tế, bảo vệ môi trường, dự báo thời tiết, chế biến thực phẩm,…

- Dùng để bù nhiệt vòng lặp thiết bị, mạch tích hợp, bộ dao động tinh thể và cặp nhiệt điện.

- Nhiệt điện trở được sử dụng trong các phần mạch bảo vệ quá nhiệt của bộ cấp nguồn điện và có vai trò hết sức quan trọng trong hệ thống điện.

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

 Tham khảo Thêm:

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