المقاومة الحرارية

قد يكون القسم التمهيدي في هذه المقالة قصيرًا جدًا بحيث لا يمكن تلخيص النقاط الرئيسية بشكل كافٍ . يرجى التفكير في توسيع القسم التمهيدي لتوفير نظرة عامة سهلة الوصول لجميع الجوانب المهمة للمقالة. ( فبراير 2022 )

المقاومة الحرارية هي نوع من المقاومات شبه الموصلة التي تعتمد مقاومتها بشكل كبير على درجة الحرارة، أكثر من المقاومات القياسية. كلمة المقاومة الحرارية هي كلمة مركبة من كلمتي حراري ومقاوم .

يتم تصنيف الثرمستورات بناءً على نماذج التوصيل الخاصة بها. تتمتع الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة السالب (NTC) بمقاومة أقل عند درجات الحرارة الأعلى ، بينما تتمتع الثرمستورات ذات معامل درجة الحرارة الموجب (PTC) بمقاومة أكبر عند درجات الحرارة الأعلى . ^[1]

تُستخدم الثرمستورات NTC على نطاق واسع كمحددات للتيار الداخل ومستشعرات درجة الحرارة، بينما تُستخدم الثرمستورات PTC كحماية ذاتية لإعادة ضبط التيار الزائد وعناصر تسخين ذاتية التنظيم . يعتمد نطاق درجة الحرارة التشغيلية للثرمستور على نوع المجس وعادة ما يكون بين -100 و300 درجة مئوية (-148 و572 درجة فهرنهايت).

المقاومة الحرارية

مقاومة حرارية ذات معامل درجة حرارة سالب (NTC)، نوع الخرز، أسلاك معزولة
يكتب	سلبي
مبدأ العمل	المقاومة الكهربائية
الرمز الالكتروني
رمز الثرمستور أو المقاومة المتغيرة [2]

اعتمادًا على المواد المستخدمة، يتم تصنيف الثرمستورات إلى نوعين:

• مع الثرمستورات NTC ، تقل المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة؛ وعادةً ما يكون ذلك بسبب ارتطام الإلكترونات بالتحريك الحراري من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل. يُستخدم الثرمستور NTC عادةً كمستشعر لدرجة الحرارة، أو على التوالي مع دائرة كمحدد للتيار الاندفاعي .
• مع الثرمستورات PTC ، تزداد المقاومة مع ارتفاع درجة الحرارة؛ وعادةً ما يكون ذلك بسبب زيادة التحريكات في الشبكة الحرارية، وخاصة تلك الخاصة بالشوائب والعيوب. عادةً ما يتم تركيب الثرمستورات PTC على التوالي مع الدائرة، وتستخدم للحماية من ظروف التيار الزائد، كصمامات قابلة لإعادة الضبط.

يتم إنتاج الثرمستورات عمومًا باستخدام أكاسيد معدنية مسحوقة. ^[3] مع الصيغ والتقنيات المحسنة بشكل كبير على مدار العشرين عامًا الماضية ^{[ متى؟ ]} ، يمكن الآن لمقاومات NTC تحقيق دقة على نطاقات درجات حرارة واسعة مثل ±0.1 درجة مئوية أو ±0.2 درجة مئوية من 0 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية مع استقرار ممتاز طويل الأمد. تأتي عناصر الثرمستور NTC في العديد من الأنماط ^[4] مثل الزجاج المغلف بالرصاص المحوري (ثنائيات DO-35 و DO-34 و DO-41)، والرقائق المطلية بالزجاج، والمغلفة بالإيبوكسي مع سلك رصاص عارٍ أو معزول ومثبتة على السطح، بالإضافة إلى إصدارات الفيلم الرقيق. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل النموذجي للمقاوم الحراري من -55 درجة مئوية إلى +150 درجة مئوية، على الرغم من أن بعض المقاومات الحرارية ذات الجسم الزجاجي لها درجة حرارة تشغيل قصوى تبلغ +300 درجة مئوية.

تختلف الثرمستورات عن أجهزة الكشف عن درجة الحرارة المقاومة (RTDs) في أن المادة المستخدمة في الثرمستور هي عمومًا سيراميك أو بوليمر، بينما تستخدم أجهزة الكشف عن درجة الحرارة المقاومة معادن نقية. كما تختلف استجابة درجة الحرارة؛ حيث تكون أجهزة الكشف عن درجة الحرارة المقاومة مفيدة في نطاقات درجات حرارة أكبر، بينما تحقق الثرمستورات عادةً دقة أكبر ضمن نطاق درجة حرارة محدود، عادةً من -90 درجة مئوية إلى 130 درجة مئوية. ^[5]

بافتراض، كتقريب من الدرجة الأولى، أن العلاقة بين المقاومة ودرجة الحرارة خطية ، إذن

${\displaystyle \دلتا R=k\,\دلتا T,}$

أين

${\displaystyle \دلتا ر}$، التغير في المقاومة،

${\displaystyle \دلتا ت}$, تغير في درجة الحرارة،

${\displaystyle k}$، معامل درجة الحرارة من الدرجة الأولى للمقاومة .

اعتمادًا على نوع الثرمستور المعني، قد يكون موجبًا أو سالبًا. ${\displaystyle k}$

إذا كانت موجبة ، فإن المقاومة تزداد مع زيادة درجة الحرارة، ويسمى الجهاز مقاوم حراري ذو معامل درجة حرارة موجب ( PTC ) ، أو مقاوم حراري بوسيستور . هناك نوعان من مقاومات PTC - مقاوم حراري تبديلي وسيليكون . إذا كانت سالبة، فإن المقاومة تقل مع زيادة درجة الحرارة، ويسمى الجهاز مقاوم حراري ذو معامل درجة حرارة سالب ( NTC ) . المقاومات التي ليست مقاومات حرارية مصممة لتكون قريبة من الصفر قدر الإمكان بحيث تظل مقاومتها ثابتة تقريبًا على مدى نطاق واسع من درجات الحرارة. ${\displaystyle k}$${\displaystyle k}$${\displaystyle k}$

بدلاً من معامل درجة الحرارة k ، يتم أحيانًا استخدام معامل درجة الحرارة للمقاومة ("alpha sub T")، ويُعرف بأنه ^[6]${\displaystyle \alpha _{T}}$

${\displaystyle \alpha _{T}={\frac {1}{R(T)}}{\frac {dR}{dT}}.}$

لا ينبغي الخلط بين هذا المعامل والمعلمة أدناه. ${\displaystyle \alpha _{T}}$${\displaystyle أ}$

هذا القسم يحتاج إلى التوسعة ، يمكنك المساعدة بإضافة المزيد إليه. ( يونيو 2021 )

تُصنع المقاومات الحرارية عادةً باستخدام أكاسيد معدنية. ^[7] وعادةً ما يتم ضغطها على شكل حبة أو قرص أو أسطوانة ثم يتم تغليفها بمادة غير منفذة مثل الإيبوكسي أو الزجاج. ^[8]

يتم تصنيع الثرمستورات NTC من أكاسيد مجموعة الحديد من المعادن: مثل الكروم ( CrO ، Cr ₂ O ₃ )، والمنجنيز (مثل MnO )، والكوبالت ( CoO )، والحديد ( أكاسيد الحديد )، والنيكل ( NiO ، Ni ₂ O ₃ ). ^{[9] [10]} تشكل هذه الأكاسيد جسمًا سيراميكيًا بأطراف مكونة من معادن موصلة مثل الفضة والنيكل والقصدير.

يتم تحضير PTCs عادة من الباريوم (Ba) أو السترونشيوم أو تيتانات الرصاص (على سبيل المثال PbTiO3 ₎ . ^{[9] [10]}

في الأجهزة العملية، يكون نموذج التقريب الخطي (أعلاه) دقيقًا فقط على مدى محدود من درجات الحرارة. وعلى مدى نطاقات درجات حرارة أوسع، توفر دالة نقل المقاومة-درجة الحرارة الأكثر تعقيدًا توصيفًا أكثر دقة للأداء. معادلة شتاينهارت-هارت هي تقريب من الدرجة الثالثة مستخدم على نطاق واسع:

${\displaystyle {\frac {1}{T}}=a+b\ln R+c\,(\ln R)^{3},}$

حيث تسمى a و b و c بمعلمات Steinhart-Hart ويجب تحديدها لكل جهاز. T هي درجة الحرارة المطلقة و R هي المقاومة. المعادلة ليست صحيحة من حيث الأبعاد، حيث يؤدي التغيير في وحدات R إلى معادلة ذات شكل مختلف، تحتوي على مصطلح. في الممارسة العملية، تعطي المعادلة نتائج عددية جيدة للمقاومات المعبر عنها بالأوم أو kΩ، ولكن يجب ذكر المعاملات a و b و c بالإشارة إلى الوحدة. ^[11] لإعطاء المقاومة كدالة لدرجة الحرارة، يمكن حل المعادلة المكعبة أعلاه في، والتي يتم إعطاء الجذر الحقيقي لها بواسطة ${\displaystyle (\ln R)^{2}}$${\displaystyle \ln R}$

${\displaystyle \ln R=\frac {b}{3c\,x^{1/3}}}-x^{1/3}}$

أين

${\displaystyle {\begin{aligned}y&={\frac {1}{2c}}\left(a-{\frac {1}{T}}\right),\\x&=y+{\sqrt {\left({\frac {b}{3c}}\right)^{3}+y^{2}}}.\end{aligned}}}$

الخطأ في معادلة شتاينهارت-هارت أقل عمومًا من 0.02 درجة مئوية في قياس درجة الحرارة على مدى 200 درجة مئوية. ^[12] على سبيل المثال، القيم النموذجية لمقاوم حراري بمقاومة 3 كيلو أوم في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية = 298.15 كلفن، R بوحدة أوم) هي:

${\displaystyle {\begin{aligned}a&=1.40\times 10^{-3},\\b&=2.37\times 10^{-4},\\c&=9.90\times 10^{-8}.\end{aligned}}}$

يمكن أيضًا توصيف الثرمستورات NTC باستخدام معادلة المعلمة B (أو β )، والتي هي في الأساس معادلة شتاينهارت-هارت مع ، و ، ${\displaystyle a=1/T_{0}-(1/B)\ln R_{0}}$${\displaystyle b=1/B}$${\displaystyle c=0}$

${\displaystyle {\frac {1}{T}}={\frac {1}{T_{0}}}+{\frac {1}{B}}\ln {\frac {R}{R_{0}}},}$

حيث تكون درجات الحرارة ومعامل B بالكلفن ، و R ₀ هي مقاومة الثرمستور عند درجة الحرارة T ₀ (25 درجة مئوية = 298.15 كلفن). ^[13] الحل لـ R يعطي

${\displaystyle R=R_{0}e^{B\left({\frac {1}{T}}-{\frac {1}{T_{0}}}\right)}}$

أو، بدلا من ذلك،

${\displaystyle R=r_{\infty }e^{B/T},}$

أين . ${\displaystyle r_{\infty }=R_{0}e^{-B/T_{0}}}$

يمكن حل هذه المشكلة بالنسبة لدرجة الحرارة:

${\displaystyle T={\frac {B}{\ln(R/r_{\infty })}}.}$

يمكن أيضًا كتابة معادلة معامل B على النحو التالي . ويمكن استخدام هذا لتحويل دالة المقاومة مقابل درجة حرارة الثرمستور إلى دالة خطية مقابل . ثم ينتج عن متوسط ​​ميل هذه الدالة تقدير لقيمة معامل B.${\displaystyle \ln R=B/T+\ln r_{\infty }}$${\displaystyle \ln R}$${\displaystyle 1/T}$

تُصنع العديد من الثرمستورات NTC من قرص مضغوط أو قضيب أو لوح أو حبة أو رقاقة مصبوبة من مادة شبه موصلة مثل أكاسيد المعادن المسحوقة . وهي تعمل لأن رفع درجة حرارة أشباه الموصلات يزيد من عدد حاملات الشحنة النشطة عن طريق دفعها إلى نطاق التوصيل . وكلما زاد عدد حاملات الشحنة المتاحة، زاد التيار الذي يمكن للمادة توصيله. في مواد معينة مثل أكسيد الحديديك (Fe ₂ O ₃ ) مع تشويب التيتانيوم (Ti) يتم تكوين أشباه موصلات من النوع n وتكون حاملات الشحنة عبارة عن إلكترونات . في مواد مثل أكسيد النيكل (NiO) مع تشويب الليثيوم (Li) يتم إنشاء أشباه موصلات من النوع p ، حيث تكون الثقوب هي حاملات الشحنة. ^[14]

هذا موصوف في الصيغة

${\displaystyle I=n\cdot A\cdot v\cdot e,}$

أين

${\displaystyle I}$= التيار الكهربائي (أمبير)

${\displaystyle n}$= كثافة حاملات الشحنة (عدد/م ³ )،

${\displaystyle A}$= مساحة المقطع العرضي للمادة (م ² )،

${\displaystyle v}$= سرعة انجراف الإلكترونات (م/ث)،

${\displaystyle e}$=شحنة الإلكترون ( كولومب).${\displaystyle e=1.602\times 10^{-19}}$

عند حدوث تغيرات كبيرة في درجة الحرارة، يصبح المعايرة أمرًا ضروريًا. وعند حدوث تغيرات صغيرة في درجة الحرارة، إذا تم استخدام أشباه الموصلات المناسبة، فإن مقاومة المادة تتناسب خطيًا مع درجة الحرارة. هناك العديد من الثرمستورات شبه الموصلة المختلفة التي تتراوح من حوالي 0.01  كلفن إلى 2000 كلفن (−273.14 درجة مئوية إلى 1700 درجة مئوية). ^[15]

يتضمن رمز معيار IEC لمقاوم الحرارة NTC علامة "−t°" أسفل المستطيل. ^[16]

تُصنع معظم الثرمستورات PTC من السيراميك متعدد البلورات المشوب (يحتوي على تيتانات الباريوم (BaTiO3 ₎ ومركبات أخرى) التي تتمتع بخاصية ارتفاع مقاومتها فجأة عند درجة حرارة حرجة معينة. تيتانات الباريوم هي مادة حديدية كهربائية ويتغير ثابت العزل الكهربائي الخاص بها مع درجة الحرارة. أسفل درجة حرارة نقطة كوري ، يمنع ثابت العزل الكهربائي العالي تكوين حواجز جهد بين حبيبات البلورة، مما يؤدي إلى انخفاض المقاومة. في هذه المنطقة، يحتوي الجهاز على معامل درجة حرارة سلبي صغير. عند درجة حرارة نقطة كوري، ينخفض ​​ثابت العزل الكهربائي بدرجة كافية للسماح بتكوين حواجز جهد عند حدود الحبيبات، وتزداد المقاومة بشكل حاد مع درجة الحرارة. عند درجات حرارة أعلى، تعود المادة إلى سلوك NTC.

نوع آخر من الثرمستورات هو السيليستور (مقاوم سيليكون حساس للحرارة). تستخدم السيليستورات السيليكون كمادة مكونة شبه موصلة. وعلى عكس الثرمستورات الخزفية PTC، فإن السيليستورات لها خاصية مقاومة درجة حرارة خطية تقريبًا. ^[17] تتميز الثرمستورات السيليكونية PTC بانجراف أصغر بكثير من الثرمستورات NTC. وهي أجهزة مستقرة محكمة الغلق في عبوة مغلفة بزجاج محوري. ^[18]

يمكن استخدام الثرمستورات المصنوعة من تيتانات الباريوم كسخانات ذاتية التحكم؛ فبالنسبة لجهد معين، سوف تسخن السيراميك إلى درجة حرارة معينة، ولكن الطاقة المستخدمة سوف تعتمد على فقدان الحرارة من السيراميك.

إن ديناميكيات الثرمستورات PTC التي تعمل بالطاقة تؤدي إلى مجموعة واسعة من التطبيقات. فعند توصيلها لأول مرة بمصدر جهد، يتدفق تيار كبير يتوافق مع المقاومة المنخفضة الباردة، ولكن مع تسخين الثرمستور ذاتيًا، يتم تقليل التيار حتى يتم الوصول إلى تيار حد (ودرجة حرارة الجهاز القصوى المقابلة). ويمكن أن يحل تأثير الحد من التيار محل الصمامات. في دوائر إزالة المغناطيسية للعديد من شاشات CRT وأجهزة التلفاز، يتم توصيل الثرمستور المختار بشكل مناسب على التوالي مع ملف إزالة المغناطيسية. ويؤدي هذا إلى انخفاض سلس للتيار لتحسين تأثير إزالة المغناطيسية. تحتوي بعض دوائر إزالة المغناطيسية هذه على عناصر تسخين مساعدة لتسخين الثرمستور (وتقليل التيار الناتج) بشكل أكبر.

نوع آخر من الثرمستورات PTC هو البوليمر PTC، والذي يباع تحت أسماء تجارية مثل " Polyswitch " و"Semifuse" و"Multifuse". يتكون هذا من البلاستيك مع حبيبات الكربون المضمنة فيه. عندما يبرد البلاستيك ، تكون حبيبات الكربون جميعها على اتصال ببعضها البعض، وتشكل مسارًا موصلًا عبر الجهاز. عندما يسخن البلاستيك، فإنه يتمدد، مما يجبر حبيبات الكربون على الانفصال، ويتسبب في ارتفاع مقاومة الجهاز، مما يتسبب بعد ذلك في زيادة التسخين وزيادة المقاومة السريعة. مثل الثرمستور BaTiO ₃ ، يتمتع هذا الجهاز بمقاومة / استجابة درجة حرارة غير خطية للغاية مفيدة للتحكم الحراري أو التحكم في الدائرة، وليس لقياس درجة الحرارة. بالإضافة إلى عناصر الدائرة المستخدمة للحد من التيار، يمكن صنع سخانات ذاتية التحديد في شكل أسلاك أو شرائط، مفيدة لتتبع الحرارة . "تلتصق" الثرمستورات PTC بحالة ساخنة / عالية المقاومة: بمجرد أن تصبح ساخنة، تظل في حالة المقاومة العالية هذه، حتى تبرد. يمكن استخدام التأثير كدائرة قفل/ذاكرة بدائية ، ويتم تعزيز التأثير باستخدام اثنين من الثرمستورات PTC في سلسلة، مع ثرمستور واحد بارد، والثرمستور الآخر ساخن. ^[19]

يتضمن رمز المعيار IEC لمقاوم الحرارة PTC "+t°" أسفل المستطيل. ^[20]

عندما يتدفق التيار عبر الثرمستور، فإنه يولد حرارة، مما يرفع درجة حرارة الثرمستور فوق درجة حرارة بيئته. إذا تم استخدام الثرمستور لقياس درجة حرارة البيئة، فقد يؤدي هذا التسخين الكهربائي إلى حدوث خطأ كبير ( تأثير المراقب ) إذا لم يتم إجراء تصحيح. بدلاً من ذلك، يمكن استغلال هذا التأثير نفسه. يمكن، على سبيل المثال، صنع جهاز تدفق هواء حساس يستخدم في أداة معدل صعود الطائرة الشراعية ، أو مقياس التباين الإلكتروني، أو يعمل كمؤقت لمرحل كما كان يتم سابقًا في محطات الهاتف .

مدخل الطاقة الكهربائية إلى الثرمستور هو فقط

${\displaystyle P_{E}=IV,}$

حيث I هو التيار، و V هو انخفاض الجهد عبر الثرمستور. يتم تحويل هذه الطاقة إلى حرارة، ويتم نقل طاقة الحرارة هذه إلى البيئة المحيطة. يتم وصف معدل النقل بشكل جيد بواسطة قانون نيوتن للتبريد :

${\displaystyle P_{T}=K(T(R)-T_{0}),}$

حيث T ( R ) هي درجة حرارة الثرمستور كدالة لمقاومته ، و R هي درجة حرارة المحيط، و K هو ثابت التبديد ، والذي يُعبر عنه عادةً بوحدات ميلي واط لكل درجة مئوية. في حالة التوازن، يجب أن يكون المعدلان متساويين: ${\displaystyle T_{0}}$

${\displaystyle P_{E}=P_{T}}$

يعتمد التيار والجهد عبر الثرمستور على تكوين الدائرة المعينة. كمثال بسيط، إذا تم تثبيت الجهد عبر الثرمستور، فوفقًا لقانون أوم لدينا ، ويمكن حل معادلة التوازن لدرجة الحرارة المحيطة كدالة للمقاومة المقاسة للثرمستور: ${\displaystyle I=V/R}$

${\displaystyle T_{0}=T(R)-{\frac {V^{2}}{KR}}.}$

ثابت التبديد هو مقياس للاتصال الحراري بين الثرمستور ومحيطه. وعادة ما يتم إعطاؤه للثرمستور في الهواء الساكن وفي الزيت المقلب جيدًا. القيم النموذجية للثرمستور الزجاجي الصغير هي 1.5 مللي واط/درجة مئوية في الهواء الساكن و6.0 مللي واط/درجة مئوية في الزيت المقلب. إذا كانت درجة حرارة البيئة معروفة مسبقًا، فيمكن استخدام الثرمستور لقياس قيمة ثابت التبديد. على سبيل المثال، يمكن استخدام الثرمستور كمستشعر لمعدل التدفق، حيث يزداد ثابت التبديد بمعدل تدفق السائل عبر الثرمستور.

عادة ما يتم الحفاظ على الطاقة المبددة في الثرمستور عند مستوى منخفض للغاية لضمان خطأ قياس درجة الحرارة غير المهم بسبب التسخين الذاتي. ومع ذلك، تعتمد بعض تطبيقات الثرمستور على "التسخين الذاتي" الكبير لرفع درجة حرارة جسم الثرمستور إلى ما يزيد كثيرًا عن درجة حرارة المحيط، وبالتالي يكتشف المستشعر حتى التغييرات الطفيفة في التوصيل الحراري للبيئة. تتضمن بعض هذه التطبيقات الكشف عن مستوى السائل وقياس تدفق السائل وقياس تدفق الهواء. ^[6]

• كأجهزة تحديد التيار لحماية الدائرة، كبدائل للصمامات. يتسبب التيار الذي يمر عبر الجهاز في حدوث قدر ضئيل من التسخين المقاوم. إذا كان التيار كبيرًا بما يكفي لتوليد الحرارة بسرعة أكبر من قدرة الجهاز على فقدها في محيطه، فإن الجهاز يسخن، مما يتسبب في زيادة مقاومته. وهذا يخلق تأثيرًا معززًا ذاتيًا يدفع المقاومة إلى الأعلى، وبالتالي يحد من التيار.
• كمؤقتات في دائرة ملف إزالة المغناطيسية لمعظم شاشات CRT. عندما يتم تشغيل وحدة العرض في البداية، يتدفق التيار عبر الثرمستور وملف إزالة المغناطيسية. يتم تحديد حجم الملف والثرمستور عمدًا بحيث يسخن تدفق التيار الثرمستور إلى النقطة التي يتوقف عندها ملف إزالة المغناطيسية في أقل من ثانية. لإزالة المغناطيسية بشكل فعال، من الضروري أن يتناقص حجم المجال المغناطيسي المتناوب الناتج عن ملف إزالة المغناطيسية بسلاسة وبشكل مستمر، بدلاً من الانطفاء بشكل حاد أو التناقص على مراحل؛ يحقق الثرمستور PTC هذا بشكل طبيعي أثناء تسخينه. دائرة إزالة المغناطيسية باستخدام الثرمستور PTC بسيطة وموثوقة (لبساطتها) وغير مكلفة.
• كأجهزة تدفئة، في صناعة السيارات، لتوفير تدفئة المقصورة (بالإضافة إلى التدفئة التي توفرها مضخة الحرارة أو الحرارة المهدرة لمحرك الاحتراق الداخلي)، أو لتسخين وقود الديزل في ظروف باردة قبل حقن المحرك.
• في المذبذبات ذات الجهد المتحكم به والمعوضة عن درجة الحرارة في أجهزة التوليف . ^[21]
• في دوائر حماية بطارية الليثيوم . ^[22]
• في محرك الشمع الذي يتم تشغيله كهربائيًا لتوفير الحرارة اللازمة لتوسيع الشمع.
• تتضمن العديد من المحركات الكهربائية ومحولات الطاقة من النوع الجاف مقاومات حرارية PTC في ملفاتها. وعند استخدامها مع مرحل مراقبة، فإنها توفر حماية من درجات الحرارة الزائدة لمنع تلف العزل. يختار مصنع المعدات مقاومًا حراريًا بمنحنى استجابة غير خطي للغاية حيث تزداد المقاومة بشكل كبير عند أقصى درجة حرارة مسموح بها للملف، مما يتسبب في تشغيل المرحل.
• لمنع الانفلات الحراري في الدوائر الإلكترونية. تستهلك العديد من الأجهزة الإلكترونية، على سبيل المثال الترانزستورات ثنائية القطب ، المزيد من الطاقة كلما ارتفعت درجة حرارتها. وعادةً ما تحتوي مثل هذه الدوائر على مقاومات عادية للحد من التيار المتاح ومنع الجهاز من ارتفاع درجة حرارته. ومع ذلك، في بعض التطبيقات، تسمح المقاومات الحرارية PTC بأداء أفضل من المقاومات.
• لمنع احتكار التيار في الدوائر الإلكترونية. يمكن أن يحدث احتكار التيار عندما يتم توصيل الأجهزة الإلكترونية بالتوازي. في الحالات الشديدة، يمكن أن يتسبب احتكار التيار في فشل متتالي لجميع الأجهزة. يمكن لمقاوم حراري PTC متصل على التوالي مع كل جهاز أن يضمن تقسيم التيار بالتساوي بشكل معقول بين الأجهزة.
• في المذبذبات البلورية المستخدمة في تعويض درجة الحرارة والتحكم في درجة حرارة المعدات الطبية والأتمتة الصناعية، تعرض المقاومات الحرارية PTC المصنوعة من السيليكون معامل درجة حرارة موجبًا خطيًا تقريبًا (0.7%/°C). ويمكن إضافة مقاوم خطي إذا لزم الأمر مزيد من الخطية. ^[23]

• كمقياس حرارة لقياس درجات الحرارة المنخفضة في حدود 10 كلفن.
• باعتبارها جهازًا لتحديد التيار المتدفق في دوائر إمداد الطاقة، فإنها تقدم مقاومة أعلى في البداية، مما يمنع التيارات الكبيرة من التدفق عند التشغيل، ثم تسخن وتصبح مقاومة أقل بكثير للسماح بتدفق تيار أعلى أثناء التشغيل العادي. عادةً ما تكون هذه الثرمستورات أكبر بكثير من الثرمستورات من النوع القياسي، وهي مصممة خصيصًا لهذا التطبيق. ^[24]
• كأجهزة استشعار في تطبيقات السيارات لمراقبة درجات حرارة السوائل مثل سائل تبريد المحرك أو هواء المقصورة أو الهواء الخارجي أو درجة حرارة زيت المحرك، وإرسال القراءات النسبية إلى وحدات التحكم مثل وحدة التحكم الإلكترونية ولوحة القيادة.
• لمراقبة درجة حرارة الحاضنة.
• تُستخدم المقاومات الحرارية أيضًا بشكل شائع في منظمات الحرارة الرقمية الحديثة لمراقبة درجة حرارة مجموعات البطاريات أثناء الشحن.
• غالبًا ما يتم استخدام المقاومات الحرارية في الأطراف الساخنة للطابعات ثلاثية الأبعاد ؛ فهي تراقب الحرارة المنتجة وتسمح لدائرة التحكم في الطابعة بالحفاظ على درجة حرارة ثابتة لإذابة الخيوط البلاستيكية.
• في صناعة مناولة وتجهيز الأغذية، وخاصة بالنسبة لأنظمة تخزين الأغذية وإعدادها، يعد الحفاظ على درجة الحرارة الصحيحة أمرًا بالغ الأهمية لمنع الأمراض المنقولة عن طريق الأغذية .
• في جميع أنحاء صناعة الأجهزة الاستهلاكية لقياس درجة الحرارة. تعتمد أجهزة تحميص الخبز وآلات صنع القهوة والثلاجات والمجمدات ومجففات الشعر وما إلى ذلك على المقاومات الحرارية للتحكم في درجة الحرارة بشكل صحيح.
• تأتي الثرمستورات NTC في أشكال عارية ومثبتة، الأول مخصص لاستشعار النقاط لتحقيق دقة عالية لنقاط معينة، مثل قالب الصمام الثنائي الليزري، وما إلى ذلك. ^[25]
• لقياس ملف درجة الحرارة داخل التجويف المختوم لمستشعر بالقصور الذاتي الحراري (الحملي) . ^[26]
• توفر مجموعات مجسات الثرمستور ^[27] الحماية للمستشعر في البيئات القاسية. يمكن تعبئة عنصر استشعار الثرمستور في مجموعة متنوعة من العبوات للاستخدام في الصناعات مثل التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد وأتمتة المباني وحمامات السباحة/المنتجعات الصحية والطاقة والإلكترونيات الصناعية. يمكن تصنيع العبوات من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الألومنيوم أو النحاس أو البلاستيك وتشمل التكوينات الخيوط (NPT، وما إلى ذلك) والحواف (مع فتحات التثبيت لسهولة التركيب) والمستقيمة (طرف مسطح، طرف مدبب، طرف نصف قطري، وما إلى ذلك). مجموعات مجسات الثرمستور متينة للغاية وقابلة للتخصيص بدرجة كبيرة لتناسب احتياجات التطبيق. اكتسبت مجموعات المجسات شعبية على مر السنين مع إجراء تحسينات في تقنيات البحث والهندسة والتصنيع.
• تساعد الثرمستورات NTC المعترف بها من UL في فئة XGPU2 في توفير الوقت والمال لمصنعي المعدات عند التقدم بطلبات الحصول على الموافقات الأمنية لمنتجاتهم النهائية. يمكن أن تعمل الثرمستورات الزجاجية المغلقة بإحكام DO-35 ^[28] حتى 250 درجة مئوية مما يمنحها ميزة في العديد من التطبيقات عندما يتم طلب UL لعنصر استشعار.

تم اكتشاف أول ترموستور NTC في عام 1833 بواسطة مايكل فاراداي ، الذي أبلغ عن سلوك أشباه الموصلات لكبريتيد الفضة . لاحظ فاراداي أن مقاومة كبريتيد الفضة تنخفض بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة. (كانت هذه أيضًا أول ملاحظة موثقة لمادة أشباه الموصلات.) ^[29]

نظرًا لصعوبة إنتاج الثرمستورات المبكرة وكانت تطبيقات التكنولوجيا محدودة، لم يبدأ الإنتاج التجاري للثرمستورات حتى ثلاثينيات القرن العشرين. ^[30] اخترع صمويل روبن الثرمستور القابل للتطبيق تجاريًا في عام 1930. ^[31]

• مقياس مقاومة الحرارة
• ترموكبل
• مقاومة الحديد والهيدروجين
• مستشعر التمدد

• المقاومة الحرارية في bucknell.edu
• حساب معاملات شتاينهارت-هارت للثرمستورات على sourceforge.net
• "المقاومات الحرارية والمزدوجات الحرارية: مطابقة الأداة للمهمة في التحقق الحراري" - مجلة تكنولوجيا التحقق الحراري