وظيفة الثرمستور

الثرمستور هو مقاوم مصنوع من مادة خاصة، وتتغير قيمته بتغير درجة الحرارة. يُصنف الثرمستور إلى فئتين بناءً على اختلاف معامل تغير المقاومة:

يُطلق على أحد الأنواع اسم الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة الإيجابي (PTC)، حيث تزداد قيمة مقاومته مع درجة الحرارة؛

النوع الآخر يسمى الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة السالب (NTC)، حيث تنخفض قيمة مقاومته مع زيادة درجة الحرارة.

2. مبدأ عمل الثرمستور

1) الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة الإيجابي (PTC)

يُصنع PTC عادةً من تيتانات الباريوم كمادة رئيسية، مع إضافة كمية صغيرة من العناصر الأرضية النادرة إليه، ويُصنع عن طريق التلبيد بدرجة حرارة عالية. تيتانات الباريوم مادة متعددة البلورات. توجد واجهة بين البلورات والجسيمات الداخلية. عند انخفاض درجة الحرارة، يمكن للإلكترونات الموصلة عبور واجهة الجسيمات بسهولة بسبب المجال الكهربائي الداخلي. عندها، تنخفض قيمة مقاومتها. مع ارتفاع درجة الحرارة، ينهار المجال الكهربائي الداخلي، ويصعب على الإلكترونات الموصلة عبور واجهة الجسيمات، وترتفع قيمة المقاومة.

2) الثرمستور ذو معامل درجة الحرارة السالب (NTC)

يتكون NTC عادةً من مواد أكسيدية معدنية، مثل أكسيد الكوبالت وأكسيد النيكل. يحتوي هذا النوع من أكسيد المعادن على عدد أقل من الإلكترونات والثقوب، ما يزيد من قيمة مقاومته. مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد عدد الإلكترونات والثقوب داخله، وتنخفض قيمة مقاومته.

3. مزايا الثرمستور

حساسية عالية، معامل درجة حرارة الثرمستور أكبر من 10-100 مرة من المعدن، ويمكنه اكتشاف تغيرات درجة الحرارة من 10-6 درجة مئوية؛ نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع، أجهزة درجة الحرارة العادية مناسبة لـ -55 درجة مئوية ~ 315 درجة مئوية، أجهزة درجة الحرارة العالية مناسبة لدرجة الحرارة فوق 315 درجة مئوية (حاليًا يمكن أن تصل أعلى درجة حرارة إلى 2000 درجة مئوية)، جهاز درجة الحرارة المنخفضة مناسب لـ -273 درجة مئوية ~ -55 درجة مئوية؛ إنه صغير الحجم ويمكنه قياس درجة حرارة الفضاء التي لا تستطيع موازين الحرارة الأخرى قياسها

4. تطبيق الثرمستور

الاستخدام الرئيسي للثرمستور هو كعنصر للكشف عن درجة الحرارة، وعادةً ما يستخدم هذا الكشف ثرمستورًا ذا معامل حرارة سالب (NTC). على سبيل المثال، تستخدم جميع الأجهزة المنزلية الشائعة، مثل طباخات الأرز، وأجهزة الطهي الحثية، وغيرها، الثرمستورات.