Resistencia con coeficiente negativo de temperatura NTC


1.- INTRODUCCIÓN.

            El valor de ciertas resistencias varía en función de la temperatura a la que están sometidas, existen dos tipos, las  NTC (Coeficiente de temperatura negativo) y las PTC (Coeficiente de temperatura positivo).

ntc 1

            En las NTC disminuye la resistencia a medida que la temperatura aumenta, (las estudiaremos en esta práctica) mientras que en las PTC aumenta su valor a medida que lo hace la temperatura a la que se someten. (Las estudiaremos en la próxima práctica). La figura 12.1. muestra un modelo de NTC.

Fig. 12.1.

 

2.- REALIZACIÓN PRÁCTICA.

2.1.- OBJETO DE LA PRÁCTICA.

  • Estudiar un tipo de componente electrónico cuya resistencia depende de su temperatura.
  • Ejercitarse en una de las numerosas aplicaciones que este componente tiene en el vehículo.
  • Diagnosticar si su funcionamiento es correcto o por el contrario se encuentra averiada.

2.2.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

 

 

Este tipo de componente tiene la propiedad de que su resistencia depende de su temperatura, de manera que cuanto más elevada es la misma, menor es su resistencia óhmica.

 

En la figura 12.2. se puede ver el circuito propuesto para el ensayo de una resistencia de coeficiente negativo de temperatura.

 

A la hora de realizar esta práctica se entregara la NTC montada junto a una resistencia calefactora (R1) para una mayor comodidad de los ensayos.

ntc 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La NTC está sometida al calentamiento que le produce la resistencia calefactora que tiene al lado. Este calentamiento puede variarse haciendo pasar más o menos corriente por dicha resistencia calefactora, variando la tensión de alimentación.

 

2.3.- MATERIAL NECESARIO.

  • Placa boards
  • Fuente de alimentación
  • Interruptor
  • Resistencia de 10KΩ
  • Conjunto NTC - Resistencia calefactora (R1 ≈ 47Ω, 6W). Ver figura 12.3.
  • Cables de conexión
  • Polímetro digital con sonda de temperatura.

 

ntc 3

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.- TIEMPO ESTIMADO PARA SU REALIZACIÓN.

Se estima que dos horas es más que suficiente tiempo para realizar la práctica.

 

2.5.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

2.5.1.- VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA CON LA TEMPERATURA.

Realizar el montaje práctico situando los componentes de acuerdo con el esquema anterior. Ajustar la tensión de alimentación a 2 V.

 

Con el interruptor abierto, medir con el óhmetro el valor de la resistencia NTC,  anotarlo en la tabla 12.1. Este es el valor de resistencia correspondiente a la temperatura ambiental  a la que se halla sometida la NTC. Medir igualmente la temperatura con el polímetro conectándole su sonda correspondiente, y anotarla.

 

Cerrar el interruptor. La corriente empezará a calentar la resistencia calefactora y a su vez empezará a calentar la NTC. Medir y anotar este nuevo valor de conducción.

 

Variando la tensión de alimentación, realizar diferentes medidas de la resistencia de la NTC para diferentes valores de tensión aplicada sobre la resistencia calefactora, según tabla 12.1. Trazar la grafica 12.1. con estos valores.

 

Tabla 12.1.

Valor de la tensiónaplicada a R1Valor de la resistenciaNTCValor de Temperaturade la NTC
0V (temperatura ambiente)  
2 V  
4V  
6V  
8V  
10V  
12V  

 

 

 

 

ntc 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nota:

Realizar las medidas empezando con la tensión de alimentación más baja y asegurándose de que ambos componentes están fríos. Entre medida y medida dejar transcurrir por lo menos un minuto para dejar que la temperatura se estabilice. Para medir la temperatura a de la NTC, colocar la sonda del polímetro lo más próximo posible a ella

 

2.5.2.- UTILIZACIÓN PRÁCTICA DE UNA NTC.

 

 

En el circuito de la figura 12.4. se puede ver la maneras de aprovechar prácticamente las propiedades de una NTC. En este caso se utiliza un divisor de tensión formado por la NTC y una resistencia.

 

Veamos como funciona el circuito de la figura 12.4.

 

Antes de cerrar el interruptor, la temperatura de la NTC es la del ambiente, por lo que entre 2 y 3 hay una tensión aproximadamente igual a la mitad de la tensión de alimentación. (Pues R2 ≈ RNTC)

 

Al cerrar el interruptor, se calienta la NTC por efecto de la resistencia calefactora, por lo que el valor de la resistencia NTC disminuye y en consecuencia, la tensión entre 2 y 3 aumenta. En función de esto, realizar el montaje y rellenar la tabla 12.2. tomando las precauciones del circuito anterior.

 

Tabla 12.2.

Valor de la tensión aplicada a R1V12V23V12+V23
0V (temperatura ambiente)   
2 V   
4V   
6V   
8V   
10V   
12V   

 

ntc 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.3.- CUESTIONARIO.

  1. ¿Qué resultado produce la temperatura sobre una NTC?

 

 

  1. ¿En qué condiciones crece la resistencia de una NTC?

 

 

  1. ¿Cómo podría construirse un termómetro aprovechando una NTC?

 

 

  1. ¿Qué sucedería si se conectase directamente una NTC a una tensión de alimentación constante?

 

2.5.4.- CONCLUSIONES.

 

 

 

3.- APLICACIÓN EN EL AUTOMOVIL.

 

 

 

3.1.- REALIZACIÓN PRÁCTICA.

La figuras 12.5.a y b, muestran la sonda de temperatura del interior del habitáculo del vehículo, típica de un sistema climatizador. Está compuesta por un pequeño ventilador que aspira el aire del habitáculo, y una NTC que varía su valor en función de la temperatura del aire aspirado.

ntc 6

 

3.2.- MATERIAL NECESARIO.

  • Fuente de alimentación.
  • Cables de conexiones.
  • Polímetro con termómetro.
  • Sonda de temperatura del habitáculo.
  • Pistola de aire caliente.

 

5.3.- TIEMPO ESTIMADO PARA SU REALIZACIÓN.

El tiempo que se precisa para realizar la práctica es de  quince minutos.

 

5.4.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA.

  1. Aplicar tensión al microventilador (5V o 12V según modelo). La polariza deberá ser la que haga girar el microventilador de tal manera que aspire aire. (Cable rojo positivo y cable negro negativo)

 

  1. Conectar un óhmetro en los terminales de la NTC, medir su resistencia y anotarla en la tabla 12.3. Medir también la temperatura (ambiente) y anotarla.

 

  1. Con un calentador de aire, ir variando la temperatura del aire que aspira el microventilador y observar como varía el valor de la NTC. Tomar varias muestras de temperatura del aire y resistencia de la NTC y anotarlas en la tabla 12.3.

 

Tabla 12.3.

 Temperatura de la  NTC RNTC
(temperatura ambiente)  
Muestra 1  
Muestra 2  
Muestra 3  
Muestra 4  
Muestra 5  
Muestra 6  

 

Nota:

Algunas sondas de este tipo llevan en serie una resistencia (en su interior, o en el calculador del climatizador), quedando un circuito como el de la figura 12.6. Este circuito es alimentado con 5V, obteniéndose entre los extremos de dicha resistencia una tensión proporcional a la temperatura, tensión que es entregada al calculador del climatizador. Obsérvese que de ser así, existe una gran similitud con el circuito ensayado en la figura 12.4.

 

 

 

 

 

ntc 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.5.- CONCLUSIONES.