热敏电阻是一种敏感温度变化的元件,广泛应用于温度控制、温度检测等领域。负1.0系数热敏电阻又称PTC(正温度系数热敏电阻),随着温度升高,电阻值会增大,其工作原理如下。
材料原理
PTC的主要材料是高分子聚合物,它在常温下是一种低阻材料。这种材料中添加了具有半导体性质和层状结构的填料,这些填料之间相互独立,存在大量的孔隙和小孔。当温度升高时,聚合物链会发生伸展,填料之间的间隔也会增大,从而扩大了孔隙和小孔的体积,强化了聚合物的阻抗。这种阻抗因素造成了电阻的变化。
工作原理
PTC的工作过程是通过热扰动效应实现的。当PTC温度升高时,由于该材料具有层状结构和孔隙,会使其中的电子跃迁发生变化,因此发生了阻抗变化。这种温度-电阻的关系是一种正的非线性特性,使PTC可以被用作温度控制器和温度检测器。当PTC温度升高时,其导电阻抗也相应的升高,从而导致电路中其他元件所受的电压和电流等参数发生变化,控制电路达到温度稳定。
优点
PTC的工作原理可以在不需要其他外部控制的情况下完成对温度的自动反馈控制。由于它具有正温度系数,所以可以在较宽的温度范围内实现温度控制。此外,PTC具有良好的稳定性和长寿命,能够承受一定的电磁干扰和机械振动等外界因素的影响。
应用案例
PTC的应用非常广泛,例如:电冰箱、洗衣机、电热水器、恒温器、温度控制器、电路保护器等。在这些应用中,PTC通常用于测量环境温度或防止电流过大而损坏电路元件。此外,PTC也被应用于医疗设备、安全设备等领域。
总之,负1.0系数热敏电阻PTC的工作原理是通过材料的温度敏感性实现的,具有很多优点,被广泛应用于各种场合。了解其原理对于科普普及和机电工程师应用都有很大的价值。