¿Qué es un Termistor PTC?
Los termistores PTC son componentes electrónicos cuya resistencia aumenta bruscamente a partir de una determinada temperatura.
PTC son las siglas en inglés de coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que existe una correlación positiva entre temperatura y resistencia. Termistor procede del término Thermal Sensitive Resistor (resistencia termosensible). Se refiere a un componente que puede medir la temperatura a partir de la diferencia de resistencia eléctrica cuando un elemento resistivo se pone en contacto con el objeto que se desea medir. El elemento resistivo se caracteriza por el uso de un semiconductor de óxido metálico.
Los dispositivos de protección contra sobrecorriente que utilizan termistores PTC también se denominan fusibles rearmables. El principio de los fusibles de tubo y cuchilla difiere del de los fusibles comunes, ya que utilizan elementos de aleación que deben sustituirse una vez fundidos.
En los fusibles rearmables, cuando fluye una corriente excesiva en un circuito, el termistor PTC se calienta y su resistencia aumenta, limitando así el valor de la corriente. Cuando se elimina la causa de la corriente excesiva, la temperatura del termistor PTC disminuye y su resistencia se reduce. Por tanto, se utiliza como fusible rearmable.
Usos de los Termistores PTC
Los termistores PTC se utilizan en placas de circuitos electrónicos y en una amplia gama de aplicaciones, desde electrodomésticos hasta aplicaciones industriales. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones para termistores PTC
- Protección contra sobrecorriente y sobrecarga para smartphones y otros dispositivos
- Protección contra sobrecargas para motores pequeños
- Alfombras eléctricas y calefactores eléctricos
- Protección contra sobrecargas de motores y semiconductores de potencia
Los termistores PTC tienen un valor de resistencia bajo cuando la temperatura es baja, pero cuando se sobrecalientan debido a una corriente excesiva, el valor de resistencia aumenta rápidamente. Debido a este mecanismo, se utilizan para la protección contra sobrecorriente en circuitos eléctricos. Entre los circuitos en los que se incorporan se encuentran los circuitos de calentadores y los equipos de comunicación electrónica.
La protección contra el sobrecalentamiento también debe tenerse en cuenta cuando se utilizan semiconductores de potencia y motores. Aquí es donde se utilizan los termistores PTC. Para proteger contra el sobrecalentamiento, los termistores PTC se utilizan acoplándolos físicamente a disipadores de calor o bobinados de motor para eliminar el calor.
El circuito se configura de tal manera que el aumento característico de la resistencia del termistor PTC se utiliza para detectar el sobrecalentamiento y detener el funcionamiento o apagar la fuente de alimentación.
Principio de los Termistores PTC
Los termistores PTC obtienen tres características principales.
1. Características de la Temperatura de Resistencia
El valor de la resistencia permanece casi constante desde la temperatura ambiente hasta el punto de Curie (temperatura a la que el valor de la resistencia es aproximadamente el doble que el de la temperatura ambiente) y aumenta rápidamente por encima del punto de Curie. Esta propiedad permite que el dispositivo detecte rápidamente el sobrecalentamiento en circuitos electrónicos y limite la corriente del circuito, evitando así averías en los componentes electrónicos. 2. Característica estática (tensión-corriente)
2. Característica Estática (Característica Tensión-Corriente)
Hasta que se supera el punto de Curie, la corriente aumenta proporcionalmente al aumento de la tensión. Cuando se supera el punto de Curie, la resistencia del propio termistor aumenta y el valor de la corriente disminuye. En otras palabras, se mantiene una potencia constante. La característica tensión-corriente se caracteriza por un gráfico montañoso.
3. Características Dinámicas (Característica Corriente-Tiempo)
La característica corriente-tiempo de los termistores PTC se caracteriza porque el valor de la corriente disminuye con el tiempo. Se utiliza para el arranque de motores, por ejemplo, aprovechando la característica de que puede fluir una gran corriente inmediatamente después de la energización.
Tipos de Termistores PTC
Los termistores PTC pueden dividirse en dos tipos principales: basados en polímeros y basados en cerámica.
1. A Base de Polímeros
Los termistores PTC basados en polímeros se fabrican mezclando materiales poliméricos como el polietileno con partículas conductoras. Como partículas conductoras se utilizan el negro de carbón y el níquel.
También se conocen por las siglas PPTC. Los fusibles rearmables también se denominan poliswitches, etc., pero este nombre deriva del polímero. Los termistores PTC sólo se utilizan para aplicaciones de protección contra sobrecorriente.
2. Sistemas Cerámicos
Los termistores PTC están hechos de cerámica con trazas de elementos de tierras raras añadidos al titanato de bario. La temperatura de Curie se regula ajustando la cantidad y el tipo de aditivo. Se utilizan no sólo para la protección contra sobreintensidades, sino también en circuitos de desmagnetización y elementos calefactores autorregulables.