INFORME DE PRÁCTICO Nº6

RESISTORES

DEPENDIENTES DE

LA TEMPERATURA (PTC y NTC)

Alumna: K. Lucía Martínez

CeRP del Norte

Agosto 2014

Objetivos:

Analizar el comportamiento de resistores PTC y NTC en función de la

variación de la temperatura.

Materiales:

Generador o fuente de CC.

Resistencia 1: 4.7 kΩ

Amperímetro y voltímetro.

PTC y NTC

Termómetro de grado (máx. 110º C)

Vaso con agua fría

Vaso con agua caliente

Circuito:

Procedimiento:

Luego de armado el dispositivo, se toma la temperatura inicial del agua

(la cual debe ser alta), y se coloca el termistor PTC junto al termómetro

dentro del recipiente, tomando además los valores obtenidos de

intensidad de corriente y voltaje. Se repiten las mediciones a medida que

disminuye la temperatura del agua.

Enseguida de ello, se repite el procedimiento con el termistor NTC (con

el cuidado de calentar nuevamente el agua).

Tablas

Tabla 1(PTC)

T(c ) I (mA) V (V) R(ohm)

63 1,5 0,83 553,333333

54 1,7 0,75 441,176471

49 1,75 0,61 348,571429

43 1,78 0,56 314,606742

40 1,8 0,54 300

36 1,8 0,53 294,444444

33 1,8 0,52 288,888889

30 1,8 0,52 288,888889

27 1,8 0,52 288,888889

Tabla 2 (NTC)

T(c ) I (mA) V (V) R(ohm)

70 1,5 1,81 1206,66667

54 1,4 2,3 1642,85714

46 1,3 2,8 2153,84615

43 1,25 3,08 2464

40 1,2 3,31 2758,33333

38 1,1 3,51 3190,90909

35 1,1 3,72 3381,81818

32,5 1,05 3,91 3723,80952

30 1 4,13 4130

Gráficas

Gráfica 1 (PTC)

y = 248.55e0.005x

R² = 0.8016

y = 86.74e0.0295x

R² = 0.9763

0

100

200

300

400

500

600

0 20 40 60 80

R:f(T), ptc-1

R:f(T), ptc-2

Expon. (R:f(T), ptc-1)

Expon. (R:f(T), ptc-2)

Gráfica 2 (NTC)

Fundamento teórico:

Termistor: es un dispositivo electrónico que presenta cambios en su resistencia

al cambiar la temperatura. Generalmente, se fabrican a partir de óxidos

semiconductores, tales como el óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de

cobalto. Los termistores se clasifican en dos grupos:

NTC (Negative Temperature Coefficient): En estos termistores disminuye

la resistencia al aumentar la temperatura.

PTC (Positive Temperature Coefficient): En estos termistores la

resistencia eléctrica aumenta cuando la temperatura crece.

Básicamente, el incremento de temperatura aporta la energía necesaria para

que se incremente el número de portadores capaces de moverse, lo que lleva a

un incremento en la conductividad del material.

La resistencia eléctrica del termistor en función de la temperatura está dada por

R (T) = 𝐴𝑜 . 𝑒𝑏

𝑇 ; donde 𝐴𝑜 = 𝑅𝑜 . 𝑒−𝑏

𝑇𝑜 ,

𝑇𝑜 es la temperatura de referencia, 𝑅𝑜 es la resistencia del termistor a la

temperatura de referencia, por último, b es la temperatura característica del

material y se encuentra entre 2000 K y 4000 K.

y = 739512x-1.517

R² = 0.9913

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

0 20 40 60 80

R:f(T) NTC

R:f(T) NTC

Power (R:f(T) NTC)

NTC:

Para estos, la sensibilidad es muy grande a bajas temperaturas y va

disminuyendo conforme aumenta esta. Una sensibilidad alta es una

característica muy deseable de cualquier sensor; de hecho, es la mayor ventaja

de los termistores frente a otros sensores de temperatura.

Una aplicación típica consiste en compensar los efectos de la temperatura

sobre una bobina de cobre. El cobre tiene un coeficiente de temperatura

positivo y un aumento de temperatura provoca un aumento de su resistencia,

falseando la medida. Añadiendo una NTC linealizada mediante una resistencia

en paralelo puede hacerse que el conjunto tenga un coeficiente de temperatura

casi nulo.

PTC: Las PTC son termistores con coeficiente de temperatura positivo. Presentan la

propiedad de experimentar un cambio brusco en su valor resistivo cuando la

temperatura supera un valor crítico característico del material. Están fabricadas

con materiales cerámicos policristalinos dopados con impurezas. Se utilizan

fundamentalmente compuestos de bario, plomo y titanio con aditivos tales

como manganeso y Tántalo. Su forma más común es un disco con las

superficies metalizadas.

Ejemplo de aplicación: protección de circuitos frente a sobrecorrientes. Si la

corriente supera un límite debido a un fallo, por la PTC circulará más corriente y

el efecto de autocalentamiento hará que se alcance Ts y aumente bruscamente

la resistencia, limitando la corriente en el circuito. Tan pronto como se

restablezcan las condiciones normales en el circuito, el sistema volverá a su

estado normal.

Conclusiones:

En base a la gráfica 1, podemos verificar que el valor de la resistencia aumenta

a medida que aumenta también la temperatura, dibujando una representación

exponencial.

Por su parte para el estudio del termistor NTC, se observa que la relación entre

la resistencia y la temperatura no es lineal, sobre todo, cuando se considera un

margen de temperatura amplio. La sensibilidad es muy grande a bajas

temperaturas y va disminuyendo conforme aumenta esta. Vemos que

inversamente al caso anterior, la resistencia va disminuyendo a medida que

elevamos la temperatura del recipiente.

Bibliografía:

Calderón, J. Márquez, D. Fundamentos de medición de temperatura.

Longas, R. Caracterización de un termistor mediante curvas I vs V.

Revista Colombiana de Física, Vol., No. de 20. Publicado en línea 24 de

junio 2011.