¿Qué es un Termistor NTC?
NTC significa «Negative Temperature Coefficient» (en español, coeficiente de temperatura negativo). Los termistores NTC son resistores con un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que la resistencia disminuye al aumentar la temperatura. Se utilizan principalmente como sensores de temperatura resistivos y dispositivos limitadores de corriente. El coeficiente de sensibilidad a la temperatura es unas cinco veces mayor que el de los sensores de temperatura de silicio (silistores) y unas diez veces mayor que el de los detectores de temperatura de resistencia (RTD). Los sensores NTC se utilizan normalmente en un rango de -55 a +200 °C.
La no linealidad de la relación entre resistencia y temperatura que presentan los resistores NTC planteaba un gran reto a la hora de utilizar circuitos analógicos para medir con precisión la temperatura. Sin embargo, el rápido desarrollo de los circuitos digitales resolvió ese problema al permitir el cálculo de valores precisos mediante la interpolación de tablas de búsqueda o la resolución de ecuaciones que se aproximan a una curva NTC típica.
Símbolo del Termistor NTC
El siguiente símbolo se utiliza para un termistor de coeficiente de temperatura negativo, según la norma IEC.
¿Cómo Funciona un Termistor NTC?
El principio de funcionamiento del termistor NTC depende principalmente de la temperatura ambiente. Cuando la temperatura del termistor aumenta, su resistencia disminuye. Por cada 1 grado centígrado de aumento de la temperatura, la resistencia disminuirá un 5%.
Hay dos factores que afectan a la resistencia de un material al flujo eléctrico: el número de electrones libres en el material y la facilidad con la que pueden moverse a través de él. Esto último depende de la estructura cristalina del material, que tendrá más o menos «caminos de electrones libres» por los que pueda circular la corriente.
Los termistores NTC se fabrican con cerámicas que contienen óxidos metálicos, como óxido de Mn-Ni-Co, óxido de Ni-Cr y óxido de Cu-Ni con aditivos. Cuando estos metales se combinan con el oxígeno, forman enlaces que limitan el número de caminos de electrones libres en la estructura cristalina, aumentando la resistencia.
Sin embargo, a temperaturas más altas, las colisiones entre átomos hacen que la estructura cristalina se rompa ligeramente, liberando algunos electrones y creando caminos de electrones libres donde antes no existían. Cuantos más caminos de electrones libres haya, menor será la resistencia al flujo eléctrico. Así es como los termistores NTC muestran una disminución de la resistencia al aumentar la temperatura.
Termistor NTC Aplicaciones
Los termistores NTC se utilizan en un amplio espectro de aplicaciones. Se utilizan para medir la temperatura, controlarla y compensarla. También pueden utilizarse para detectar la ausencia o presencia de un líquido, como dispositivos limitadores de corriente en circuitos de alimentación, para controlar la temperatura en aplicaciones de automoción y en muchas más aplicaciones.
La resistencia de los termistores NTC cambia entre un 3 a 5%/°C con el cambio de temperatura. Se utiliza en muchos dispositivos electrónicos como sensor de temperatura general.
Ejemplo, Smartphones;
Cuando utiliza un Smartphone, ¿ha experimentado alguna vez que el «cuerpo del teléfono se calienta»?
Se puede decir que los Smartphones delgados y altamente eficientes son pequeñas computadoras. El cuerpo tiende a calentarse porque, a diferencia de las computadoras, no hay ventilador o etc. para liberar el calor. Por lo tanto, existe el riesgo de que se dañen los componentes de precisión que son sensibles al calor.
Los termistores NTC entran en juego en estas condiciones.
Los Termistores NTC miden la temperatura en el interior de los Smartphones, y realizan diversos controles utilizando la información de temperatura.
Diagrama de un Circuito con Termistor NTC
A continuación se muestra el diagrama del circuito del sensor de temperatura. Este circuito está diseñado principalmente para controlar un ventilador automático con un termistor NTC. La función de este circuito es cuando la temperatura aumenta entonces el ventilador se encenderá automáticamente.
Los componentes necesarios para hacer este circuito controlador automático del ventilador incluyen un termistor NTC de 10K, un resistor de 10K, una batería de 9V, un ventilador y un transistor BC547.
La conexión de este circuito se puede hacer según el circuito dado arriba. En este circuito, un termistor NTC de 10kΩ se conecta a través de un resistor de 10kΩ para hacer un circuito divisor de tensión. La resistencia de este termistor se incrementará una vez que la temperatura se reduce y su resistencia se reducirá una vez que la temperatura aumenta.
La resistencia del termistor a temperatura ambiente es de 10kohms. Aquí el ventilador en el circuito está simplemente conectado a través del transistor BC547. Una vez que el termistor detecta la temperatura, su resistencia disminuirá, lo que hará que el ventilador se encienda. Una vez que la temperatura disminuye, el ventilador se apaga.