EL THERMISTOR.

Introducción.

Cuando uno se inicia en esto de la electrónica, en ciertas ocasiones, se encuentra ante una situación en la que a uno, le gustaría disponer de un ‘artefacto’ (dispositivo) que como una resistencia variable le permitiera dar voltaje poco a poco, al dispositivo que esta probando de forma paulatina para que en caso de mal funcionamiento, se pueda detectar (ver) y no se destruya con el perjuicio que puede acarrear.

El dispositivo al que se refiere en el apartado anterior, ya existe es el THERMISTOR. El thermistor es un tipo de resistencia cuyo valor ohmico varía dependiendo de la temperatura, como posteriormente veremos.

El Thermistor.

El thermistor fue inventado en 1930 por el americano Samuel Ruben entre otras cosas. Desde entonces se vienen usando extensamente los Thermistores como limitadores de corriente de ráfaga, sondas para medir la temperatura, como protectores de sobre-corriente y elementos autorreguladores de calefacción, son algunas de las aplicaciones más extendidas.

Los Thermistores se pueden clasificar en dos tipos, según el signo del coeficiente de temperatura k. Por lo general las resistencias que no son thermistores se diseñan para tener una k tan cercana al cero como sea posible, para que, su resistencia permanezca casi constante sobre una amplia gama de temperaturas.

Fig. 1

No se deben confundir las diferencias entre los thermistores y los detectores de temperatura por resistencia. Como se viene describiendo los thermistores están compuestos por material cerámico o polímero resistivo que modifica su valor nominal con un factor positivo o negativo y los sensores térmicos en cambio están hechos con la unión de metales puros unidos en un punto, generan una pequeña corriente proporcional al incremento de la temperatura en la unión. Estos, conocidos por las siglas RTDS se usan en gamas más altas de temperatura.

Si el coeficiente de temperatura k es positivo, aumentará de resistencia proporcionalmente con el aumento de la temperatura, los llaman dispositivos con coeficiente positivo de temperaturas o thermistor PTC. Si el coeficiente k es negativo, disminuirá su resistencia proporcionalmente con el aumento de la temperatura, los llaman dispositivos con coeficiente negativo de temperatura o thermistor NTC.

Esto es un pequeño dispositivo práctico que puede evitar que su sistema se queme. Un fusible reseteable (también conocido como un PTC) es una resistencia que tiene propiedades únicas que, interesa conocer.

Fig. 2

Para un hipotético modelo, si su circuito intenta manejar más que 500mA de corriente (por ejemplo si usted tiene un fuerte corto) la PTC, lo ‘disipará’ (por calor). O sea, la resistencia aumentará con el calor (estado de disipador) y sólo permitiría fluir 250mA.

TABLAS Y CURVAS.

En general estas son unas tablas y algunas curvas típicas que presentan las hojas técnicas de los thermistores, con las columnas de R₂₅, B_25/85-value, Código de catálogo y código de colores.

Fig. 3

R_t VALOR y TOLERANCIA.

Los thermistores tienen una tolerancia estrecha sobre el Valor b, el resultado del cual proporciona una muy pequeña tolerancia sobre el Valor de resistencia nominal sobre una amplia gama de temperaturas. Por esta razón las gráficas habituales de R = f (T) se substituyen por valores en tablas de resistencia de temperaturas intermedias, juntos con una fórmula para calcular las características de alta precisión.

PARA DETERMINAR VALORES DE RESISTENCIA NOMINAL.

El valor de la resistencia en temperaturas intermedias o los valores de temperatura de funcionamiento, pueden ser calculados usando las Leyes de interpolación siguientes:

Donde:

A, B, C, D, A1, B1, C1 y D1 son valores constantes. Según el material afectado, ver la tabla de abajo.
R_ref es el valor de resistencia a una temperatura de referencia (en este caso 25 ºC).
T es la temperatura en K (Kelvin).

Las fórmulas numero (1) y (2) son permutables, con un error de 0.005 ºC máximos en la gama 25 ºC a 125 ºC y 0.015 ºC máximos en la gama-40 ºC a +25 ºC.

DETERMINACIÓN DE DESVIACIÓN DE RESISTENCIA/TEMPERATURA DE VALOR NOMINAL.

La desviación de resistencia total se obtiene combinando el ‘R₂₅-tolerancia’ y ‘la desviación de resistencia debido a Tolerancia b’.

Donde:
X = R₂₅-tolerancia
Y = Resistencia de desviación debido a Tolerancia b
Z = Resistencia de desviación completa,

Entonces:
Donde:
Tc = Coeficiente de Temperatura.
dT = Desviación o derivada de Temperatura.

Entonces:

Los trazados de gráficas sobre tolerancias de temperaturas, se muestran en imágenes anteriores.

Fig. 4

Ejemplo:
En 0 ºC, asumiendo
X = 5 %,
Y = 0.89 %
TC = 5.08 %/K (ver la tabla), entonces:

Una NTC con un R25-valor de 10 k tiene un valor de 32.56 kW entre -1.17 y +1.17 ºC.

De todas formas en esta dirección encontrará más información sobre los cálculos en thermistores.