4. Собственный нагрев термисторов

Термисторы применяются в самых различных схемах автоматики, которые можно разделить на две группы. В первую группу входят схемы с термисторами, сопротивление которых определяется только температурой окружающей среды. Ток, проходящий при этом через термистор, настолько мал, что не вызывает дополнительного разогрева термистора. Этот ток необходим только для измерения сопротивления и для термисторов типа ММТ составляет около 10 мА, а для типа КМТ — 2—5 мА. Во вторую группу входят схемы с термисторами, сопротивление которых меняется за счет собственного нагрева. Ток, проходящий через термистор, разогревает его. Поскольку при повышении температуры сопротивление уменьшается, ток увеличивается, что приводит к еще большему выделению теплоты. Можно сказать, что в данном случае проявляется положительная обратная связь. Это позволяет получить в схемах с термисторами своеобразные характеристики релейного типа.

На рис. 4, а показана вольт-амперная характеристика термистора. При малых токах () влияние собственного нагрева незначительно и сопротивление термистора практически остается постоянным. Следовательно, напряжение на термисторе растет пропорционально току (участокОА). При дальнейшем увеличении тока () начинает сказываться собственный нагрев термистора, сопротивление его уменьшается. Вольт-амперная характеристика изменяет свой вид, начинается ее «падающий» участокАБ. Этот участок используется для создания на базе термистора схем термореле, стабилизатора напряжения и др.

Рис. 4. Получение релейной характеристики в схеме с термистором

Резко выраженная нелинейность вольт-амперной характеристики термистора позволяет использовать его в релейном режиме. На рис. 4, б представлена схема включения, а на рис.4, в — характеристика термистора в этом режиме. Если в цепи термистора отсутствует добавочное сопротивление (R_доб = 0), то при некотором значении напряжения ток в цепи термистора резко увеличивается, что может привести к разрушению термистора (кривая U_T на рис. 4, в). Для ограничения роста тока необходимо в цепь термистора R_T включить добавочный резистор R_доб (рис. 4, б) с прямолинейной характеристикой (кривая U_R на рис. 4, в). При графическом сложении этих двух характеристик (U_T +U_R) получим общую вольт-амперную характеристику U₀ (имеющую S-образный вид на рис. 4, в). Эта характеристика похожа на характеристику бесконтактного магнитного реле. Рассмотрим по этой характеристике процесс изменения тока I в цепи (рис. 4, б) при плавном увеличении напряжения питания U₀. При достижении значения напряжения срабатывания U_ср (этому напряжению соответствует ток I₁) ток скачком возрастает от значения I₁ до существенно большего значения I₂. При дальнейшем увеличении напряжения ток будет плавно возрастать от I₂. При уменьшении напряжения ток вначале плавно уменьшается до значения I₃ (этому току соответствует напряжение отпускания U_от), а затем скачком падает до значения I₄, после чего ток плавно уменьшается до нуля. Скачкообразное изменение тока происходит не мгновенно, а постепенно из-за инерционности термистора.