المقاومة الحرارية Thermistor

تتغير قيمتها بتغير درجة الحرارة ، ويستخدم هذا النوع من المقاومات فى دوائر تحكم ودوائر قياس درجة الحرارة وأجهزة الانذار، transient current suppression، وتوضحها الصورة التالية

فيدوهات تعليمية بالعربية فى الالكترونيات وبرمجة الانظمة المدمجة

ومن أنواعها ما يلى

1-  المقاومة ذات معامل الحرارة السالب  Negative Temperature Coefficient Thermistor  - NTC

وهذا النوع هو الأكثر إستخداماً، وتقل قيمة المقاومة مع إزدياد درجة الحرارة، والمعادلة التالية توضح العلاقة بين درجة الحرارة وقيمة المقاومة.

R = R0 * e ^ [ β ( 1/T – 1/To ) ]

R: قيمة المقاومة النهائية عند درجة الحرارة T.

R0: قيمة المقاومة عند درجة الحرارة المرجعية (To) . ونحصل عليها من صفحة البيانات(data sheet) الخاصة بالمقاومة.

e: تساوى 2.718281828

β : ثابت مادة المقاومة ، وتتراوح ما بين 3000 إلى 5000 , ونحصل عليه من صفحة البيانات (data sheet) الخاصة بالمقاومة.

T: درجة الحرارة المراد حساب قيمة المقاومة عندها.

To: درجة الحرارة المرجعية (غالباً ما تكون درجة حرارة الغرفة وتحسب على أنها 25  درجة مئوية).

ملحوظة:

يجب التعويض عن درجات الحرارة بوحدة الكلفن ، وللتحويل من الدرجة المئوية إلى درجة الكلفن نحسبها من المعادلة التالية

T = 273 + C

مثال
مقاومة حرارية قيمتها عند 25 درجة مئوية هى 100 KΩ ، أوجد قيمتها عند 100 درجة مئوية إذا علمت أن قيمة الثابت β يساوى 4400.
الحل

To = 273 + 25 = 298

T   = 273 + 100 = 398

R  = 100 000 * e ^  [ 4400 ( (1/398) – (1/298) ) ]

R  =  5.136 KΩ

والشكل التالى يوضح صفحة البيانات الخاصة بمقاومة حرارية تنتجها إحدى الشركات، وفيه نرى شكل المقاومة وأبعادها، وأن المقاومة تعمل فى مدى من درجات حرارة يتراوح ما بين -30 إلى +125 درجة مئوية وأقصى قيمة تيار يمكن أن تتحمله المقاومة عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.

ويوضح أيضاً عدد من المقاومات وقيمتها عند 25 درجة مئوية، وأيضاً عند 100 درجة مئوية، بالإضافة إلى الثابت β.

والشكل التالى يوضح العلاقة بين قيمة المقاومة الأخيرة الموجودة بالجدول السابق ودرجات الحرارة من 25 درجة مئوية (298 K) إلى 100 درجة مئوية (398 K).

وفيه نرى أن قيمة المقاومة تقل مع إزدياد درجة الحرارة.

ونلاحظ من الشكل السابق أن العلاقة بين درجة الحرارة والمقاومة علاقة غير خطية, وللحصول على علاقة أكثر خطية تؤدى الى تحسين الاستجابة فى بعض التطبيقات (مثل الدوائر التى تتطلب قياس درجة الحرارة) يتم توصيل  مقاومة ثابتة القيمة بالتوازى مع المقاومة الحرارية, وتحسب قيمة المقاومة الثابتة من العلاقة التالية

Rp = Rt * [ (β-2T) / (β+2T) ]

حيث:
Rp : قيمة المقاومة المراد حسابها والتى توصل على التوازى.
Rt : قيمة المقاومة الحرارية عند درجة حرارة مرجعية.
T: درجة الحرارة المرجعية بالكلفن

وتختار درجة الحرارة المرجعية بحيث تكون فى منتصف مدى الدرجات الذى ترغب فى جعله أكثر خطية

مثال 

مقاومة حرارية ذات ثابت حرارى قدره 4400 قيمتها  100 K أوم عند درجة حرارة 25 درجة مئوية, احسب قيمة المقاومة الثابتة التى توصل معها على التوازى لتصبح أكثر خطية وذلك عند درجات حرارة تتراوح من 47 الى  87  درجة مئوية

والمنحنى التالى يوضح العلاقة بين درجة الحرارة والمقاومة قبل وبعد استخدام المقاومة Rp

عند توصيل الجهد الكهربى على المقاومة الحرارية يجب ألا يكون هذا الجهد كبير وذلك حتى لايمر تيار عالى يؤدى الى رفع درجة حرارة المقاومة فتقل قيمتها نتيجة لحرارتها الذاتية وليس نتيجة لدرجة حرارة الوسط المحيط الذى يجب أن تتأثر به.
كما يجب ملاحظة أقصى قيمة للتيار يمكن أن تتحملها المقاومة الحرارية وذلك كما هو موضح فى صفحة البيانات.

2- المقاومة ذات معامل الحرارة الموجب  Positive Temperature Coefficient Thermistor - PTC

وفيه تزداد قيمة المقاومة مع إزدياد درجة الحرارة، حيث تعمل بطريقة عكس المقاومة السابقة.

"نحن لانمنع ان تنقل عنا، ولكن من فضلك يجب ان تذكرنا (اسم الكاتب ورابط الصفحة)"