- 1、本文档共13页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
功能材料基础与应用课件(化工)
2.8 热敏材料的基本理论 基本上材料的所有物理性质都会随着温度的升高而变化,都可以称为热敏性质。人们常说的热敏性质是指材料的电阻率或电导率随温度的变化性质。若不加特殊说明,热敏材料指的就是热敏电阻。 2.8.1 热敏效应 指材料的电阻率或电导率随温度变化而变化的现象,具有热敏效应的材料称之为热敏电阻。 与普通电阻的关键差异在于二者的电阻温度系数不同,热敏电阻的电阻温度系数远大于普通电阻的电阻温度系数,即热敏电阻对温度的变化特别敏感,当温度发生微小变化时,电阻率会发生较大改变。热敏电阻在电路图中一般用RT表示 热敏电阻两类:正温度系数(PTC)热敏电阻 负温度系数(NTC)热敏电阻 一般来说,PTC电阻比NTC电阻的温度系数大几个数量级,PTC阻值随着温度升高迅速增大。 PTC热敏电阻不仅会随着环境温度升高而电阻率增大,而且当电流过载时会产生大量的焦耳热,进一步使电阻升温,电阻急剧增大。由于具有这种性质,PTC热敏电阻常被用于电流保护电路、过热检测电路及温度检测电路等。当温度降低时,PTC电阻会再度减小,因此它是一种可重复使用的电流过载保护材料,这是与保险丝最大的区别。 NTC热敏电阻常用于温度检测电路、温度补偿电路以及防涌流电路等。 2.8.2 热敏电阻的工作原理 (1)PTC热敏电阻的工作原理 PTC热敏电阻一般以BaTiO3陶瓷为基体,掺适量稀土元素,经高温烧结而成。BaTiO3多晶材料,存在大量晶界,晶界会对定向迁移的载流子产生强烈散射,可以将晶界看成是一个势垒。低温时,由于半导体化BaTiO3内电场的作用,载流子容易越过晶界形成的势垒,不容易被散射,载流子迁移率高,电阻率较小。当温度升高至TC后,由于发生铁电-顺电相变,半导体化BaTiO3的内电场被破坏,载流子很难越过晶界形成的势垒,载流子迁移率减小,电阻率急剧增大。 一种材料具有PTC特性是指该材料的电阻温度系数为正值,因此大部分金属都是PTC热敏电阻。但对于这些材料,在一段较宽的温度范围内,其电阻率随着温度升高是线性增大的,称之为线性型PTC热敏电阻。而对于半导体化BaTiO3等存在相变的材料,其电阻率会在一段较窄的温度范围内迅速增大,增幅可达若干个数量级,这种材料就是非线性PTC热敏电阻。常见的PTC热敏电阻一般具有显著的非线性PTC效应,线性区域很窄,经常用于电路的过流保护,不用于温度测量或者温度补偿电路。 (2)NTC热敏电阻的工作原理 一般以MnO2、CoO、NiO、CuO及Al2O3等金属氧化物为主要原料,采用陶瓷工艺烧制而成。均具有半导体性质,不掺杂时材料中的载流子浓度较低,电阻率高。温度升高后,由于本征激发,载流子浓度呈指数增加,而载流子迁移率会降低,但载流子浓度增加的幅度远大于载流子迁移率降低的幅度,最终会导致材料电阻率降低。 可分为低温型(-60~300℃)、中温型(300~600℃)及高温型( 600℃)。NTC热敏电阻具有灵敏度高、稳定性好、响应快、寿命长等特点,广泛应用于需要定点测温的温控电路中,例如冰箱、空调的控温系统。 2.8.3 热敏电阻的主要性能 (1)电阻-温度特性 热敏电阻的电阻-温度特性是指电阻的实际阻值RT与温度T之间的关系, 对于PTC热敏电阻: 对于NTC热敏电阻有: 对于PTC热敏电阻温度系数为: 对于NTC热敏电阻温度系数为: 1-突变型PTC电阻; 2-线性型PTC电阻; 3-负指数型NTC电阻;4-突变型NTC电阻 低温时NTC热敏电阻的电阻温度系数绝对值要比常规的电阻丝高很多,因此NTC热敏电阻常用于中低温区的温度测量,其测量范围一般为-100~300℃。 (2)电压-电流特性 PTC热敏电阻,电压-电流特性是在T≥25℃的静止状态下,加在热敏电阻两端的电压与达到热平衡的稳态条件下电流之间的关系。从电压-电流特性曲线可知道电阻的正常工作电压、工作电流以及击穿电压、击穿电流,便于正确设计及使用过流保护元件。 NTC热敏电阻,当流经电阻的电流较小,不足以使热敏电阻发热时,阻值是一定值。当电流增大,热敏电阻产生的焦耳热将使电阻升温(俗称自热),与环境进行热交换。这种电压-电流特性的典型应用例子为液位传感器。 (3)电流-时间特性 PTC热敏电阻,两端加上额定工作电压,电流与时间的关系。加载电压瞬间产生的电流称为启动电流,加载电压1~3秒后的电流称为阻尼电流,达到稳态平衡时电流称为残杂电流。PTC热敏电阻电流-时间特性是消磁电阻器、电机启动器、过流保
您可能关注的文档
- 《市场调查与预测》 课件 项目9、10 消费者市场调研、零售业调研.pptx
- 《市场调查与预测》 课件 项目11、12 广告及媒体调研、网络调查.pptx
- 功能材料基础与应用 课件(化工)2.1 材料导电的基本理论.pptx
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.2 半导体的基本理论.pptx
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.3 超导体的基本理论.ppt
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.5 磁性材料的基本理论.ppt
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.6 光学材料的基本理论.ppt
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.6 光学材料的基本理论.pptx
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 2.7 热电材料的基本理论.ppt
- 功能材料基础与应用 课件(化工) 3.1 传统导电材料与器件.ppt
- 2025年市总工会党组书记、市委组织部部长生活会“四个带头”个人对照检查发言材料2篇(含上年度整改+个人情况、个人事项+典型案例).docx
- 2025年部编版小学六年级下册《道德与法治》第四单元 让世界更美好第10课 我们爱和平教学课件.pptx
- 公司领导班子2025年围绕“四个带头”主题检视问题整改落实方案与组织生活会批评意见(20条)2篇文.docx
- 教育系统党组班子2025年对照“四个带头”含意识形态、以典型案例举一反三解析检视材料【2篇文】.docx
- 2025年国有企业领导班子、学校副校长生活会“四个带头”方面对照个人检视发言材料2篇文(附:上年度整改情况、典型案例解析).docx
- 2025年生活会“四个带头”个人对照检查材料2篇文(含对其他领导批评意见,个人公开事项申报、意识形态).docx
- 2025年国有企业党委书记、领导班子生活会“四个带头”方面对照检查发言材料2篇文(上年度整改情况).docx
- 乡镇领导班子、市委组织部常务副部长2025年对照“四个带头”含违纪行为为典型案例的剖析与反思检视剖析材料{2篇文}.docx
- 市委社会工作部2025年生活会领导班子对照检视发言材料2篇文(含以案为鉴,深刻反思存在问题、反面典型案例举一反三解析、其他需要说明情况).docx
- 2025年民主生活会、组织生活会批评意见(20条)与市直单位领导班子“四个带头”对照检查材料【含上年度查摆问题整改落实情况】2篇文.docx
文档评论(0)