Guia Prático: Termorresistores NTC e PTC no Controle Térmico

Os termorresistores são resistores especiais cujo valor de resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. varia de acordo com a temperatura. Devido a essa característica, são amplamente utilizados em aplicações de medição, proteção e controle térmico em circuitos eletrônicos. Neste tutorial, você aprenderá:

• O que são termorresistores NTC e PTC.
• Como é seu princípio de funcionamento.
• Exemplos de aplicações práticasÁlgebra Booleana e Lógica Digital: Teoremas de De Morgan: demonstração e aplicação práticaDescubra como os Teoremas de De Morgan simplificam circuitos digitais. Entenda demonstrações, tabelas verdade e aplicações práticas..

Introdução🔗

Os termorresistores se dividem em dois gruposMapas de Karnaugh: Otimização de Circuitos e Minimização de FunçõesDescubra como os Mapas de Karnaugh simplificam expressões lógicas, otimizando circuitos digitais e facilitando o projeto em eletrônica digital. principais:

• NTC (Negative Temperature Coefficient): possuem coeficiente de temperatura negativo, ou seja, sua resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. diminui à medida que a temperatura aumenta.
• PTC (Positive Temperature Coefficient): possuem coeficiente de temperatura positivo, portanto, sua resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. aumenta conforme a temperatura se eleva.

Eles se distinguem dos resistoresResistoresAprenda o funcionamento, tipos, códigos de cores e aplicação prática de resistores usando a Lei de Ohm. Um guia completo para iniciantes na eletrônica. comuns por sua sensibilidade térmica, o que os torna excelentes para:

• Sensoriamento de temperatura.
• Proteção contra sobrecorrente.
• Controle de inrush current (correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. de partida).

Funcionamento dos Termorresistores🔗

A base do funcionamento de um termorresistor está na variação de sua resistividade interna em função da temperatura. De forma simplificada:

• Em um NTC, o aumento de temperatura provoca maior movimentação de portadores de carga, reduzindo o valor de resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza..
• Em um PTC, o aquecimento promove uma reorganização interna que eleva a resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. conforme a temperatura cresce.

Embora existam diversas composições químicas e construtoras, o princípio de detecção de calor se mantém o mesmo: a resistência elétricaO que é Corrente, Tensão e Resistência?Descubra os conceitos essenciais de eletricidade: corrente, tensão e resistência, e saiba como funcionam os circuitos e dispositivos modernos. varia conforme a temperatura externa ou interna do dispositivo.

Equação de Temperatura (NTC)

Nos termorresistores NTC, a relação entre a resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. e a temperatura pode ser aproximada pela seguinte equação exponencial (curva característica):

Onde:

• \(R(T)\) é a resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. em determinada temperatura \(T\) (em Kelvin).
• \(R_0\) é a resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. de referência em uma temperatura \(T_0\).
• \(B\) é uma constante característica do material do termorresistor.

Termorresistores NTC🔗

Características Principais

• ResistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. decresce com o aumento de temperatura.
• Geralmente utilizados em medições de temperatura (termômetros digitais, sensores para microcontroladoresMicrocontroladores e Microprocessadores: Diferenças e Aplicações PráticasDescubra as principais diferenças, arquiteturas e aplicações de microcontroladores e microprocessadores para projetos digitais modernos., etc.).
• Quando submetidos a altas correntesLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. de partida, podem atuar como limitadores de corrente (ex.: inrush current limiters).

Aplicações Comuns

1. Medição de Temperatura em Sistemas de Automação

Em conjunto com um circuito de condicionamento de sinal ou com um microcontroladorMicrocontroladores e Microprocessadores: Diferenças e Aplicações PráticasDescubra as principais diferenças, arquiteturas e aplicações de microcontroladores e microprocessadores para projetos digitais modernos., os NTCs podem medir a temperatura ambiente ou de componentes (ex.: monitoramento de sobreaquecimento).

2. Proteção de Fonte de Alimentação

Em fontes de alimentaçãoCircuitos Retificadores: Meio Ciclo, Onda Completa e PonteConheça os principais circuitos retificadores e entenda como convertem AC em DC. Aprenda sobre meio ciclo, onda completa e ponte em aplicações reais., o NTC é colocado em série com a entrada de energia para limitar a correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. de partida no momento em que a fonte é ligada.

Termorresistores PTC🔗

Características Principais

• ResistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. aumenta com o aumento de temperatura.
• São frequentemente usados como fusíveis rearmáveis (PTC resettable fuse) e em sensores de aquecimento.
• Podem proteger circuitos contra sobrecorrente, pois se a corrente for muito alta por tempo prolongado, o calor gerado eleva a resistênciaLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza., reduzindo a corrente e evitando danos.

Aplicações Comuns

1. Fusíveis Rearmáveis

Projetos de proteção de circuitos sensíveis, como portas USB, modems, roteadores e outros dispositivos onde se deseja limitar a correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. em caso de curto-circuito.

2. Detecção de Temperatura em Motores

Os PTCs podem ser embutidos em enrolamentosCircuitos Retificadores: Meio Ciclo, Onda Completa e PonteConheça os principais circuitos retificadores e entenda como convertem AC em DC. Aprenda sobre meio ciclo, onda completa e ponte em aplicações reais. de motores para prevenir superaquecimento. Quando a temperatura excede determinado valor, a resistência sobe, ativando um circuito de proteção.

Exemplo de Aplicação Prática🔗

A seguir, um diagrama simplificado de como um termistor NTC pode ser utilizado para medir temperatura em um sistema que lê a variação de tensão (por meio de um ADC – Conversor Analógico-Digital) em um microcontroladorMicrocontroladores e Microprocessadores: Diferenças e Aplicações PráticasDescubra as principais diferenças, arquiteturas e aplicações de microcontroladores e microprocessadores para projetos digitais modernos., formando um divisor de tensão.

No diagrama acima:

• O resistorResistoresAprenda o funcionamento, tipos, códigos de cores e aplicação prática de resistores usando a Lei de Ohm. Um guia completo para iniciantes na eletrônica. R1 e o NTC formam um divisor de tensãoLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza..
• O ponto de junção (P1) é ligado à entrada analógica de um microcontroladorMicrocontroladores e Microprocessadores: Diferenças e Aplicações PráticasDescubra as principais diferenças, arquiteturas e aplicações de microcontroladores e microprocessadores para projetos digitais modernos..
• À medida que a temperatura varia, a resistência do NTC muda, resultando em alterações na tensão lida pelo microcontroladorMicrocontroladores e Microprocessadores: Diferenças e Aplicações PráticasDescubra as principais diferenças, arquiteturas e aplicações de microcontroladores e microprocessadores para projetos digitais modernos..

Dicas de Seleção🔗

Para escolher corretamente um termorresistor NTC ou PTC em um projetoIntrodução ao SystemVerilog: História e EvoluçãoDescubra a trajetória do SystemVerilog, sua origem a partir do Verilog, e os marcos que transformaram a verificação de hardware na indústria digital., considere:

1. Faixa de Temperatura de Operação: verifique se o componente suporta as temperaturas mínimas e máximas de aplicação.

2. Constante B (para NTC): em aplicações de sensoriamento, a curva de temperatura (definida por B) deve ser adequada à faixa de medição desejada.

3. CorrenteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. Máxima: em uso como limitador ou fusível rearmável, certifique-se de que o termorresistor suporte a correnteLei de Ohm e Leis de Kirchhoff: Aplicações PráticasExplore os fundamentos da eletricidade: aprenda a aplicar a Lei de Ohm e as Leis de Kirchhoff para analisar circuitos simples e complexos com clareza. necessária e as condições de falha esperadas.

4. Formato e EncapsulamentoEncapsulamento e Interfaces: Boas Práticas de DesignAprenda como encapsular dados e comportamentos em SystemVerilog com interfaces e orientações a objetos para projetos seguros e fáceis de manter.: há termorresistores em formatos SMD, radiais, axiais e outros. Escolha de acordo com o perfil de montagem (manual ou automático) e espaço na PCBProjetos com Protoboard e PCB: Da Concepção ao Circuito ImpressoDescubra como transformar seu circuito de protoboard em uma PCB final com dicas de design, montagem, soldagem e testes para desempenho seguro..

Conclusão🔗

Os termorresistores NTC e PTC são componentes versáteis e indispensáveis em projetosIntrodução ao SystemVerilog: História e EvoluçãoDescubra a trajetória do SystemVerilog, sua origem a partir do Verilog, e os marcos que transformaram a verificação de hardware na indústria digital. que demandam sensoriamento de temperatura e proteção de sobrecorrente. Saber escolher e aplicar corretamente cada tipo permite construir circuitos mais seguros e capazes de monitorar variações térmicas com precisão.

Resumo:

- NTC: Resistência diminui com aumento de temperatura; excelente para medições e limitação de corrente de partida.

- PTC: Resistência aumenta com aumento de temperatura; ótimo como fusível rearmável e em detecções de sobreaquecimento.

Aprofundar o conhecimento desses componentes possibilita aplicações inteligentes em sistemas de automação, eletrodomésticos, fontes de alimentaçãoCircuitos Retificadores: Meio Ciclo, Onda Completa e PonteConheça os principais circuitos retificadores e entenda como convertem AC em DC. Aprenda sobre meio ciclo, onda completa e ponte em aplicações reais. e diversos outros projetos de engenharia eletrônica.