Comment fonctionne une thermistance ?

Les thermistances, dispositifs sensibles à la température, modifient leur résistance électrique en réponse à des changements de température. Ces composants électroniques jouent un rôle crucial dans la surveillance et le contrôle des températures dans divers appareils et systèmes. Ils fournissent des lectures précises et aident au bon fonctionnement des domaines qui en dépendent.

Ce comportement est dû à la structure physique et chimique des matériaux semi-conducteurs utilisés dans leur fabrication. À mesure que la température s'élève, l'énergie thermique excite les électrons, augmentant ainsi leur mobilité et réduisant la résistance globale du matériau. Cette relation est quantifiée par l'équation de Steinhart-Hart, une formule non linéaire qui prédit la résistance d'une thermistance NTC à différentes températures. Cette équation est exprimée comme suit : (𝑇)=𝑅0×exp⁡[𝐵×(1/𝑇−1/𝑇0)]R(T)=R0×exp[B×(1/T−1/T0)], où 𝑅0R0 est la résistance à la température de référence 𝑇0T0, et 𝐵B est un coefficient caractéristique du matériau de la thermistance.

À l'opposé, les thermistances PTC augmentent leur résistance avec l'augmentation de la température. Le mécanisme derrière ce comportement implique également les propriétés des matériaux semi-conducteurs. Les augmentations de température causent une réduction de la mobilité des électrons due à une distorsion accrue dans la structure cristalline du matériau, ce qui se traduit par une augmentation de la résistance. Ce phénomène est utile dans les applications de protection, où la thermistance PTC agit comme un fusible réinitialisable. Lorsque la température dépasse un certain seuil critique, la résistance de la thermistance augmente brusquement. Le courant est ainsi réduit et les autres composants du circuit sont protégés contre les dommages dus à une surintensité.

Le choix entre une thermistance NTC et PTC se base sur leurs propriétés distinctives qui répondent à des besoins spécifiques. Les NTC sont privilégiées pour les applications nécessitant une grande sensibilité et une réponse rapide aux variations de température. Les thermistances CTN s’utilisent dans les dispositifs médicaux ou les systèmes environnementaux. En revanche, les PTC sont choisies pour leurs capacités de protection contre les surchauffes, typiquement dans les circuits électriques.

• Secteur automobile : Les thermistances NTC surveillent la température du moteur et des fluides pour optimiser la performance et prévenir les surchauffes. Elles contribuent également à la gestion de la batterie dans les véhicules électriques.
• Secteur aéronautique : Les thermistances sont cruciales pour la surveillance des équipements électroniques sensibles à la température. Elles assurent la sécurité et l'efficacité des systèmes de vol.
• Secteur agroalimentaire : Les thermistances régulent les températures dans les équipements de réfrigération et de cuisson. L’objectif consiste à maintenir la qualité et la sécurité alimentaire.
• Secteur naval : Les dispositifs de résistance thermique sont utilisés pour surveiller les conditions environnementales et la température des machines. Les thermistances contribuent ainsi à la navigation sûre et efficace.
• Secteur chimique : Les thermistances jouent un rôle dans la régulation des processus chimiques, où la température affecte la qualité et la sécurité des réactions.

La maintenance des thermistances reste relativement simple, mais essentielle pour garantir leur fonctionnement précis sur le long terme. Pour les applications critiques, un étalonnage périodique est recommandé pour compenser les éventuelles dérives de performance. Cette maintenance préventive se trouve nécessaire dans les secteurs comme la santé et l'automobile, où une mesure de température fiable peut être vitale.