ptc熱敏電阻的工作原理

ptc熱敏電阻的工作原理以下是關于PTC熱敏電阻的工作原理的詳細解釋，并輔以案例講解。一、PTC熱敏電阻的工作原理PTC熱敏電阻，即正溫度系數(shù)熱敏電阻（PositiveTemperatureCoefficientThermistor），是一種電阻值隨溫度升高而增加的熱敏電阻。其工作原理主要基于材料特性的變化，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：1.材料特性PTC熱敏電阻的材料在低溫下具有較高的電導率，電子可以自由運動，電流能夠較容易地通過。然而，當環(huán)境溫度升高并達到材料的Curie溫度（也稱為居里溫度）時，材料的電導率會開始急劇下降。這是因為隨著溫度的升高，材料中的半導體粒子受到熱激發(fā)，電荷載流子密度劇增，同時能帶結(jié)構(gòu)也發(fā)生改變，導致電流通過材料時的阻力大大增加，從而使電阻值上升。2.半導體粒子與能帶結(jié)構(gòu)PTC熱敏電阻的正溫度系數(shù)特性是由于材料中的半導體粒子在高溫下受到熱激發(fā)而發(fā)生電荷載流子密度劇增以及能帶結(jié)構(gòu)的改變所導致的。當溫度升高時，半導體粒子中的價電子獲得足夠的能量躍遷到導帶，成為自由電子，同時空穴也相應增加。這些自由電子和空穴在電場作用下定向移動，形成電流。然而，隨著溫度的進一步升高，材料內(nèi)部的散射作用增強，導致電子和空穴的運動受到阻礙，電阻值增大。3.晶體粒子界面的影響在晶體與晶體之間存在的晶體粒子界面上，當溫度較低時，由于內(nèi)電場的作用，導電電子可以較容易地越過粒子界面，電阻值較小。然而，當溫度升高時，內(nèi)電場會受到破壞，導電電子很難越過粒子界面，電阻值就會上升。這種界面效應也是PTC熱敏電阻電阻值隨溫度升高而增加的原因之一。二、PTC熱敏電阻的應用案例案例一：過流保護與過溫保護PTC熱敏電阻通常使用于過流保護、過溫保護等電路中。當電路中電流或溫度超過設定值時，PTC熱敏電阻的電阻值迅速上升，從而起到保護電路的作用。應用場景：在電源供應器、電動機控制器等電子設備中，為了防止因電流過大或溫度過高而導致的設備損壞，通常會使用PTC熱敏電阻進行保護。當電路中的電流或溫度超過設定值時，PTC熱敏電阻的電阻值會迅速增加，從而限制電流或降低溫度，保護電路和設備的安全運行。工作原理：當電路中的電流或溫度升高時，PTC熱敏電阻的電阻值隨之增加。由于電阻的增加，電路中的電流會受到限制，從而防止電流過大導致的設備損壞。同時，電阻的增加也會使電路中的溫度升高速度減緩，從而起到過溫保護的作用。案例二：加熱類PTC陶瓷元件作為加熱類的PTC陶瓷元件，PTC熱敏電阻是一種溫度自控的發(fā)熱體，大量用于暖風機、電吹風、電蚊香、電熨斗等需要保持恒定溫度的電器上。應用場景：在暖風機、電吹風等加熱類電器中，PTC熱敏電阻作為發(fā)熱體使用。通過控制PTC熱敏電阻的電阻值，可以實現(xiàn)對電器加熱功率的調(diào)節(jié)和溫度的控制。工作原理：在低溫下，PTC熱敏電阻的電阻值較小，電流容易通過，發(fā)熱功率較大。隨著溫度的升高，PTC熱敏電阻的電阻值逐漸增加，電流受到限制，發(fā)熱功率減小。當溫度達到設定值時，PTC熱敏電阻的電阻值達到最大值，此時電流幾乎為零，發(fā)熱功率也為零，從而實現(xiàn)對電器溫度的恒定控制。案例三：電池短路及發(fā)熱保護PTC熱敏電阻也適用于手提電腦及手機中的鋰離子電池和鎳氫電池的短路及發(fā)熱保護。應用場景：在手機、筆記本電腦等便攜式電子設備中，為了保護電池免受短路和過熱的影響，通常會使用PTC熱敏電阻進行保護。當電池發(fā)生短路或過熱時，PTC熱敏電阻的電阻值會迅速增加，從而限制電流或降低溫度，保護電池的安全運行。工作原理：當電池發(fā)生短路或過熱時，電池內(nèi)部的溫度會迅速升高。由于PTC熱敏電阻的電阻值隨溫度升高而增加的特性，當電池溫度達到設定值時，PTC熱敏電阻的電阻值會迅速增加。這會導致電池內(nèi)部的電流受到限制，從而防止電池因短路或過熱而損壞。同時，電阻的增加也會使電池內(nèi)部的溫度升高速度減緩，從而起到過熱保護的作用。案例四：電視機消磁電路附著在顯像管上的消磁線圈與PTCR串聯(lián)組成消磁電路。剛開機時，PTCR冷電阻很?。s為12\~18Ω），流過消磁線圈的50Hz電流很大，產(chǎn)生很強的交變磁場，電流同時也流過PTCR，使其溫度上升，其阻值在幾秒內(nèi)迅速增大，電流逐漸減小，呈衰減波形，磁場逐漸減弱起到消磁的作用。應用場景：在彩色電視機中，為了防止顯像管因受到地磁場或機內(nèi)、外雜散磁場的影響而導致圖像色彩出現(xiàn)異常，通常會設置自動消磁電路。PTC熱敏電阻作為消磁電路的重要組成部分，起到控制消磁電流和磁場強度的作用。工作原理：剛開機時，PTC熱敏電阻的冷電阻很小，流過消磁線圈的電流很大，產(chǎn)生很強的交變磁場。隨著電流的流過，PTC熱敏電阻的溫度逐漸升高，電阻值也隨之增加。由于電阻的增加，流過消磁線圈的電流逐漸減小，磁場強度也逐漸減弱。這樣，在幾秒鐘內(nèi)，PTC熱敏電阻的電阻值迅速增大到最大值，此時流過消磁線圈的電流幾乎為零，磁場強度也幾乎為零。這樣，就實現(xiàn)了對顯像管的自動消磁作用。三、總結(jié)PTC熱敏電阻是一種具有正溫度系數(shù)特性