Como funciona um aquecedor de PTC?

A resistência dos dispositivos de aquecimento PTC difere significativamente do aquecimento resistivo tradicional. A resistência muda inversamente proporcional à temperatura do dispositivo, mas de forma não linear.

Um dispositivo resistivo em um circuito inibe o fluxo de corrente e cria calor, mas em uma quantidade fixa. A resistência do dispositivo não muda. A corrente e a potência do circuito permanecem constantes de acordo com a lei de ohm.

E = IR, tensão igual a corrente X resistência 

Para os dispositivos eletrônicos, esta equação é a base fundamental para todo o design. 

Como calcular o fluxo de corrente em um circuito

I = E/R, a corrente é igual à tensão dividida pela resistência

Corrente = A(amps), E = V(tensão), R = Ómega(Ohms)

Este gráfico vai ajudar aqueles que não são engenheiros eletrônicos ou grandes mestres em matemática a resolver para cada variável!

Se a voltagem for 24 volts e a resistência for 200 ohms, a corrente que flui através do circuito será de 0,12 amps. 

Diminuir a resistência até 6 ohms proporciona uma quantidade muito diferente de corrente fluindo através do circuito. E/R ou 24 volts/6 ohms = 4 amps

Se o circuito se cortar e não tiver resistência, a equação é 24 volts/ 0 ohms = 24 amps. A equação para um circuito elétrico domiciliar que se interrompe é 120 v / 0 ohms = 120 amps, que dispara um disjuntor com uma faísca ou fogo acompanhante.

A resistência em um circuito produz energia térmica, o que equivale ao calor. O nicromo, uma liga não magnética de níquel e cromo, é um dos fios de resistência mais comuns. O material tem uma alta resistência à corrente e à oxidação a altas temperaturas.

Other materials and alloys are used for specific applications to create heat with some coated with heat-conducting materials that protect the elements from oxidation at high temperatures. Typical lengths of each type of wire produce th

Ar forçado ou permutadores de calor por convecção natural são utilizados para transferir calor para a atmosfera, sólidos e líquidos. Este dispositivo de aquecimento tem sido utilizado há muito tempo para aquecimento elétrico em residências, transporte e aplicações industriais.  

A resistência é escolhida em relação aos requisitos de temperatura, tensão e corrente. Na maioria das aplicações, sensores de temperatura e componentes limitadores de corrente são necessários para manter a temperatura adequada.

A corrente através de tais resistências de fio é quase constante e não muda com a temperatura, nem a resistência do fio.

A Lei de Ohm ainda se aplica à tensão, corrente e resistência em um circuito contendo um Elemento de aquecimento PTC, mas o próprio elemento muda a resistência com base na sua temperatura.

A temperatura ambiente das pedras cerâmicas que compõem um elemento de aquecimento PTC tem um coeficiente positivo de temperatura (PTC). À medida que a temperatura aumenta, a resistência do aparelho aumenta.  

Esta característica não é linear como na equação da Lei de Ohm. Ela é a escala logarítmica. A resistência aumenta de forma logarítmica, aumentando rapidamente à medida que o dispositivo se aproxima do seu set-point de temperatura.

Note o rápido aumento da resistência à medida que a temperatura aumenta. Os dispositivos PTC são projetados com uma temperatura máxima específica. Este design faz com que o circuito se auto-regule, aumentando a resistência à medida que a temperatura atinge a temperatura máxima e desliga a corrente no circuito.

A lei Ohm é mais parecida com esta, juntamente com o gráfico de temperatura e resistência.

A 50°C, a resistência em ohms é de 10² ou 100 ohms. 

Corrente (I) = 24v/100 ou 0.24 amps

A 90°C, a resistência é de aproximadamente 104 ou 10.000 ohms.

Corrente (I) = 24v/10,000 = 0.00024 amps

A 90°C, o fluxo de corrente pára devido à alta resistência.

Corrente máxima fixa

Sem componentes adicionais de segurança do circuito, tais como fusíveis e controladores de temperatura, um projetista conhece a corrente máxima para uma tensão definida a uma temperatura definida. Estas características simplificam a concepção da cablagem e os requisitos de potência.

Temperatura máxima fixa

O elemento cerâmico PTC é construído para uma faixa específica de temperatura e temperatura máxima. O dispositivo compensa automaticamente as temperaturas ambientes mais baixas ou mais altas.  

A baixa temperatura ambiente, a resistência é menor e a corrente maior aquece rapidamente um dispositivo de PTC. Haverá mais resistência à corrente com temperaturas mais altas, limitando a velocidade de elevação da temperatura.

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