Điện trở gia nhiệt là thiết bị được thiết kế để tích hợp điện vào hai đầu và trực tiếp phát sinh nhiệt. Mặc dù nó hoạt động bằng cách cản trở dòng điện, thiết bị này vẫn sử dụng vật liệu kim loại dẫn điện. Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của điện trở gia nhiệt, hãy cùng khám phá các thông tin chi tiết trong bài viết sau đây của Đình Hải nhé!

Điện trở gia nhiệt là gì? 

Điện trở gia nhiệt, hay còn gọi là thanh nhiệt điện trở, là thiết bị được thiết kế để tạo ra nhiệt thông qua việc tích hợp điện vào hai đầu của thanh nhiệt. Thiết bị này hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng điện thành nhiệt, nhờ vào khả năng dẫn điện của các kim loại.

Các kim loại có khả năng dẫn điện khác nhau, điều này phụ thuộc vào tính chất cản trở dòng điện của từng loại vật liệu. Ví dụ, những kim loại như đồng, nhôm, và thiếc có khả năng dẫn điện tốt, trong khi vàng có độ dẫn điện cao nhất. Kim loại với khả năng dẫn điện tốt có mức cản trở dòng điện thấp, do đó ít sinh nhiệt và dây không bị nóng nhiều. Ngược lại, kim loại có độ dẫn điện kém tạo ra nhiều nhiệt hơn. Các vật liệu không dẫn điện sẽ cản trở hoàn toàn dòng điện và không cho phép điện đi qua.

Nguyên lý hoạt động của điện trở gia nhiệt là gì? 

Điện trở gia nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý rằng điện trở của kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng, một hiện tượng được gọi là hiệu ứng nhiệt điện trở suất. Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, điện trở của kim loại cũng thay đổi tương ứng. Nguyên lý này cho phép người sử dụng đo lường sự biến đổi của điện trở để xác định nhiệt độ. Thông thường, dải nhiệt độ mà các điện trở gia nhiệt có thể hoạt động hiệu quả nằm trong khoảng từ -50°C đến +150°C.

Cấu tạo và phân loại của điện trở gia nhiệt 

Cấu tạo của điện trở gia nhiệt

Điện trở gia nhiệt chủ yếu bao gồm một hỗn hợp bột oxit kim loại. Hỗn hợp này thường được chế tạo từ hai hoặc ba loại bột oxit với tỷ lệ và khối lượng cụ thể. Hiện nay, hỗn hợp phổ biến nhất bao gồm 80% niken và 20% crom. Sau khi trộn đều các thành phần, hỗn hợp được nén chặt để tạo thành khối. Khối này sau đó được bao bọc bằng một lớp gốm cách nhiệt và được nung nóng ở nhiệt độ cao để hoàn thiện cấu trúc.

Phân loại điện trở gia nhiệt

Điện trở gia nhiệt được phân thành hai loại chính: điện trở nhiệt PTC và điện trở nhiệt NTC. Dưới đây là mô tả chi tiết về từng loại:

Điện trở gia nhiệt PTC (Positive Temperature Coefficient):

Điện trở nhiệt PTC, hay còn gọi là điện trở thuận, có hệ số điện trở dương. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của PTC cũng tăng theo. Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ của thiết bị gia nhiệt tăng, trở kháng của điện trở cũng gia tăng.

Ở nhiệt độ dưới 110°C, trở kháng của điện trở PTC thường dao động trong khoảng vài trăm ohm. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vượt qua 110°C, trở kháng có thể tăng lên tới vài megaohm.

Điện trở gia nhiệt NTC (Negative Temperature Coefficient):

Điện trở nhiệt NTC, hay còn gọi là điện trở nghịch, có hệ số điện trở âm. Ngược lại với PTC, khi nhiệt độ của thiết bị gia nhiệt tăng, trở kháng của NTC sẽ giảm.

Điện trở gia nhiệt NTC thường được chế tạo từ các oxit kim loại như sắt, niken, titan, đồng, coban và mangan. Trong ứng dụng thương mại, nhiều điện trở NTC được sản xuất từ vật liệu ceramic.

Ứng dụng điện trở gia nhiệt trong đời sống hiện nay

Điện trở gia nhiệt có mặt trong nhiều lĩnh vực khác nhau, với những ứng dụng tiêu biểu như:

• Cảm biến nhiệt: Điện trở gia nhiệt được sử dụng để đo và kiểm soát nhiệt độ trong các thiết bị như lò điện, ấm siêu tốc, nồi cơm điện và lò nướng.

• Đo lường và bù nhiệt: Trong các thiết bị tự động hóa như máy photocopy và máy in, điện trở gia nhiệt giúp đo lường và điều chỉnh nhiệt độ.

• Ngành công nghiệp thực phẩm: Điện trở gia nhiệt đóng vai trò quan trọng trong việc chế biến thực phẩm, nơi cần kiểm soát chính xác nhiệt độ.

• Dự báo thời tiết: Điện trở gia nhiệt cũng được sử dụng trong các hệ thống dự báo thời tiết để đo và phân tích các thay đổi nhiệt độ.

Bài viết trên đã cung cấp thông tin chi tiết về khái niệm và ứng dụng của điện trở gia nhiệt trong cuộc sống hàng ngày. Qua đó, cho thấy rằng điện trở gia nhiệt đóng một vai trò thiết yếu và quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống.