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 

For electronic devices, this equation is the fundamental basis for all de

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.

Outros materiais e ligas são usados para aplicações específicas para criar calor com alguns revestidos com materiais condutores de calor que protegem os elementos da oxidação a altas temperaturas. Os comprimentos típicos de cada tipo de fio produzem o aquecimento desejado.  

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 the rapid increase in resistance as temperature increases.  PTC devices are designed with a specific max

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.

A temperatura do dispositivo nunca excederá a temperatura de set-point devido ao fluxo de corrente no circuito, diminuindo a possibilidade de sobreaquecimento e danos no circuito ou incêndio. Este factor de segurança incorporado torna os aquecedores do elemento PTC muito fiáveis.

A DBK USA tem especialistas a postos para responder às suas perguntas. Especialistas em elementos de aquecimento PTC e aplicações podem ajudá-lo a selecionar os componentes certos para a sua aplicação.

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