PTC热敏电阻的工作原理及作用

时间:2024-01-17 丨 预览:665 人次

PTC热敏电阻是一种具有温度敏感性的半导体电阻。一旦超过一定温度的时候,其阻值几乎是随着温度的升高而呈阶跃式的增高。PTC热敏电阻本体的温度变化可以通过流过PTC热敏电阻的电流来获得,也可以通过外部输入热量或两者的叠加来获得。


陶瓷材料通常用作高电阻的优良绝缘体,而陶瓷PTC热敏电阻是由钛酸钡和其他多晶陶瓷材料制成的,具有较低的电阻以及半导体特性。它是通过有目的地掺杂一种化学价更高的材料作为晶体的点阵元来实现的:在晶格中,一部分的钡离子或钛酸盐离子被较高价的离子所取代,从而获得一定数量的具有导电性的自由电子。


对于PTC热敏电阻效应,即电阻值的阶跃式增高的原因,是材料结构由许多小的微晶组成的,在晶粒的界面上,即所谓的晶粒边界(晶界)上形成势垒,阻碍电子越过边界进入到相邻的区域中去,导致高电阻的产生。这种效应在较低温度下被抵消:在晶界处的高介电常数和自发的极化强度阻碍了低温下势垒的形成,并使电子可以自由地流动。但在高温下,这种效应的介电常数和极化强度大幅度减小,造成势垒和电阻显著地增加,表现出很强的PTC效应。

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ptc热敏电阻的工作原理

自恢复保险丝是由含有导电颗粒的高分子材料制成的,它的基本原理是一种能量的平衡,当电流流过元件时产生热量,所产生的热量一部分散发到环境中去,一部分提高了高分子材料的温度。

在工作电流下,产生的热量和散发的热量达到平衡电流可以正常通过,当过大电流通过时,元件产生大量的热量无法及时的散发出去,造成高分子材料的温度升高,当温度达到材料的结晶熔化温度时,高分子材料聚集膨胀,堵塞由导电颗粒组成的导电通路,造成电阻迅速上升,限制了大电流通过,从而起到过流保护作用。


ptc热敏电阻有什么作用

PPTC器件是一种高分子聚合物正温度系数器件,能够在电流浪涌过大、温度过高的时候起到保护电路的作用。

在使用的时候,将其串接在电路中,在一般情况下,它的电阻值很小,损耗也很小,不会影响电路的正常工作;但如果发生过流(如短路)时,其温度会升高,它的电阻值会随之急剧上升,从而限制电流的作用,避免损坏电路中的元器件。当故障排除后,PPTC器件的温度自动下降,又恢复到低阻状态,因此PPTC器件也被称为可复性保险丝。