Termistor secara sederhana yaitu resistor yang mengalami perubahan saat terjadi perubahan suhu.

Thermistor sendiri dibagi menjadi PTC dan NTC

Baca juga: NTC Adalah : Pengertian, Cara Kerja, Jenis, dan Karakteristik

Nah, pada artikel kali ini, akan dibahas lebih jauh mengenai apa itu PTC Adalah, apa saja jenis-jenisnya, bagaimana karakteristiknya, dan pengaplikasiannya dalam kehidupan sehari-hari.

Lebih jelasnya lagi simak melalui pembahasan berikut ini.

Pengertian Thermistor PTC

PTC merupakan sebuah singkatan dari Positive Temperature Coefficient atau Koefisien Suhu Positif.

Termistor PTC adalah sebuah resistor dengan koefisien suhu positif, yang artinya bahwa tingkat resistansinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.

Toleransi dalam thermistor PTC umumnya sekitar 50%, hal ini membuatnya tidak bisa memberikan pembacaan suhu dengan akurasi yang baik tanpa kalibrasi yang tepat.

Termistor PTC memang bukan sebuah pilihan pertama dalam melakukan pengindraan suhu, tetapi termistor PTC bisa digunakan di rangkaian tertentu.

Contohnya saja, termistor PTC bisa berguna pada rangkaian untuk aplikasi di mana ingin mengurangi aliran arus saat terjadi peningkatan suhu.

Jenis-jenis Thermistor PTC

Berdasarkan dari bahan yang digunakan, strukturnya, dan proses pembuatannya, termistor PTC bisa dibagi menjadi dua kelompok.

Kelompok pertama yaitu termistor PTC yang terdiri dari silikat, yang menggunakan silikon sebagai bahan semikonduktor nya.

PTC jenis ini dipakai sebagai sensor suhu PTC berdasarkan karakteristik liniernya.

Kelompok yang kedua yaitu termistor PTC tipe switching.

Thermistor PTC tipe switching memiliki kurva suhu resistansi yang sangat nonlinier.

Saat termistor PTC tipe switching dipanaskan, resistansinya mulai menurun di awalnya, sampai suhu kritis tertentu dicapai.

Saat suhu kian meningkat di atas nilai kritis tersebut, resistansinya akan meningkat secara drastis.

Termistor PTC jenis ini banyak dipakai pada pemanas PTC, sensor, dan lainnya.

Thermistor PTC polimer, yang terbuat dari plastik khusus, yaitu salah satu contoh dari bagian ini dan sering digunakan sebagai sekring yang bisa disetel ulang.

Baca juga: Humidity Artinya : Pengertian dan Masalah

Karakteristik Thermistor PTC

Silikat memiliki karakteristik suhu resistansi yang linier, dengan kemiringan yang relatif kecil terhadap sebagian besar rentang operasionalnya.

Silikat akan menunjukkan koefisien suhu negatif pada suhu di atas 150 °C. Silikat memiliki koefisien temperatur resistansi sekitar 0,7 sampai 0,8% / °C.

Sedangkan thermistor PTC switching biasanya terbuat dari bahan keramik polikristalin yang sangat resistif dalam bentuk aslinya dan dibuat semi-konduktif dengan penambahan dopan.

Termistor PTC jenis ini sebagian besar dipakai sebagai pemanas PTC mandiri.

Suhu transisi sebagian besar thermistor PTC switch yang dipakai adalah antara 60 dan 120 °C.

Hanya saja, ada beberapa perangkat aplikasi yang dibuat khusus yang dapat switch pada suhu 0 °C atau 200 °C.

Di bawah ini adalah beberapa karakteristik PTC, yaitu:

Perubahan nilai hambatan sekitar 10% setiap kenaikan 1°C
- Contohnya terdapat thermistor PTC dengan nilai hambatan 10K.
- Sehingga setiap perubahan nilai suhu 1°C maka thermistor akan mengeluarkan resistansi dengan nilai 1K (10% nya).
Memiliki Sensitivitas Cukup Tinggi
Arti dari sensitivitas tinggi ini yaitu kemampuan PTC dalam mendeteksi suhu di sekitar cukup bagus.
Memiliki rentang nilai hambatan 1k Ohm sampai 100K Ohm
Waktu respon yang cukup cepat dalam mendeksi perubahan suhu (°C)
Ukuran yang kecil seperti komponen elektronika pada umumnya

Suhu Transisi (Tc) dan R25

Thermistor PTC switching memiliki koefisien suhu yang sedikit negatif sampai titik resistansi minimum.

Di atas titik resistansi minimum, PTC akan mengalami koefisien yang sedikit positif hingga mencapai suhu transisi (TC).

Suhu juga terkadang disebut sebagai switch atau suhu Curie.

Sedangkan, suhu switch yaitu suhu di mana resistansi termistor PTC tipe switching mulai meningkat dengan cepat.

Suhu Curie secara umum didefinisikan sebagai suhu di mana resistansinya memiliki nilai 2 kali lipat jika dibandingkan nilai resistansi minimum.

Nilai resistansi PTC umumnya merujuk pada resistansi PTC di suhu 25 °C (R25). Ini berfungsi untuk mengklasifikasikan thermistor menurut nilai resistansinya.

Resistansi ini diukur dengan arus yang cukup rendah sehingga tidak cukup memanaskan termistor dalam mempengaruhi pengukurannya.

Baca juga: Resistor Variabel : Pengertian, Jenis, Fungsi, dan Simbol

Mode Operasi

Tergantung dari aplikasinya, thermistor PTC bisa digunakan dalam 2 mode operasi, yaitu pemanasan mandiri dan pengindraan (disebut juga daya nol).

1. Mode Pemanasan Mandiri

Aplikasi yang dipanaskan mandiri menggunakan fakta bahwa ketika tegangan diterapkan ke termistor dan arus yang cukup mengalir melaluinya, suhunya menjadi meningkat.

Ketika suhu Curie didekati, resistansinya akan meningkat secara dramatis, memungkinkan arus yang mengalir menjadi lebih sedikit.

Perubahan resistansi di dekat suhu Curie bisa beberapa kali lipat dari rentang suhu hanya beberapa derajat.

Apabila tegangan tetap konstan, arus akan stabil pada nilai tertentu saat thermistor mencapai kesetimbangan termal.

Suhu kesetimbangan tergantung pada tegangan yang diberikan, dan faktor disipasi termal termistor.

Mode operasi ini sering dipakai ketika merancang rangkaian waktu delay yang bergantung pada suhu.

2. Mode Pengindraan (Daya Nol)

Dalam mode operasi berikut ini, konsumsi daya termistor sangat kecil sehingga memiliki efek yang bisa diabaikan pada suhu thermistor dan resistansi, berbeda dengan mode pemanasan sendiri.

Mode pengindraan umumnya digunakan saat mengukur suhu menggunakan kurva R-T sebagai referensi.

Sifat dan Konstruksi PTC

Silikat tergantung pada sifat umum silikon yang didoping dan menunjukkan karakteristik suhu-resistansi yang mendekati linier.

Silikat diproduksi dari wafer silikon berkualitas tinggi murni, dibuat dari berbagai bentuk. Kurva resistansi suhunya tergantung dari jumlah doping yang digunakan.

1. Wafer silikon

Termistor PTC tipe switching ini terbuat dari bahan polikristalin.

PTC jenis ini sering dibuat menggunakan campuran barium karbonat, titanium oksida dan aditif seperti tantalum, silika dan mangan.

Bahan-bahan lalu digiling, dicampur, dikompresi menjadi disk atau bentuk persegi panjang dan disinter.

Setelah itu, kontak ditambahkan, dan dilapisi atau dibungkus. Proses manufaktur butuh kontrol bahan dan impuritas yang sangat hati-hati.

Karena kontaminasi hanya beberapa bagian per juta bisa menyebabkan perubahan besar dalam sifat termal dan listriknya.

2. Polikristalin

Polimer PTC terbuat dari sepotong plastik dengan butiran karbon yang tertanam di dalamnya.

Ketika perangkat dingin, butiran karbon bersentuhan satu sama lain, membentuk jalur konduktif melalui perangkat.

Saat perangkat memanas, plastik mengembang dan butiran bergerak lebih jauh, meningkatkan resistansi total dari perangkat tersebut.

Baca juga: Chiller Artinya: Pengertian dan Jenis-Jenis

Aplikasi Thermistor PTC

Ada banyak manfaat PTC, namun hanya membahas sedikit.

Berikut ini adalah beberapa contoh aplikasi dari fungsi thermistor PTC:

1. Pemanas Mandiri

Termistor PTC sering dibuat dari keramik dalam berbagai bentuk dan ukuran.

Oleh karena fleksibilitas bentuknya, pemanas keramik PTC menjadi pilihan yang tepat untuk menyediakan panas listrik yang terkontrol.

Untuk meningkatkan perpindahan panas, elemen pemanas keramik bisa dipasang pada heat sink atau kisi aluminium.

2. Alat Pelindung Arus Berlebih

Thermistor PTC switch dipakai sebagai pembatas arus berlebih atau sekring yang bisa disetel ulang di berbagai sirkuit.

Biasanya termistor PTC polimer dipakai untuk aplikasi ini.

3. Waktu Delay

Contoh penggunaan waktu delay untuk termistor PTC yaitu penggunaannya dalam lampu neon.

Pemanasan awal elektroda memperpanjang masa pakai lampu secara signifikan, itulah sebabnya termistor PTC dipakai di rangkaian seperti ini.

4. Pengindraan Level Cairan

Aplikasi ini tergantung dari perubahan konstanta disipasi ketika perpindahan panas konduksi dan konveksi meningkat.

Peningkatan konstanta disipasi, yang dihasilkan dari kontak antara perangkat dan cairan atau peningkatan aliran udara di atas perangkat akan menurunkan suhu operasi thermistor.

Hal ini yang akan meningkatkan jumlah daya yang dibutuhkan untuk mempertahankan suhu tertentu.

Peningkatan daya dapat diukur dan bisa menunjukkan pada sistem bahwa termistor, contohnya, direndam dalam cairan.

Dimana PTC merujuk pada sebuah bahan yang mengeluarkan resistansi sebanding dengan nilai suhu yang diterimanya.

Contohnya yaitu thermistor PTC dimana semakin tinggi nilai suhu yang diterimanya maka nilai resistansinya juga akan semakin besar.

Resistansi adalah sebuah nilai hambatan listrik yang digunakan untuk mengurangi nilai arus sebagaimana rumus I = V / R.

Jadi, semakin tinggi nilai resistansi pada sebuah penghantar listrik maka nilai arus yang mengalir juga akan semakin kecil.

Baca juga: Blower Adalah: Pengertian, Fungsi, Jenis dan Kelebihan Kekurangan

Fungsi PTC

Seperti yang sudah dijelaskan diatas jika fungsi utama PTC yaitu untuk mengkonversi suhu panas menjadi nilai resistansi dalam satuan Ohm.

Akan tetapi dalam aplikasinya PTC ini memiliki banyak fungsi yaitu:

1. Sensor Suhu

Thermistor PTC bisa dihubungkan ke suatu microcontroller untuk membaca nilai suhu yang diterima oleh thermistor.

Jadi contohnya thermistor PTC dialiri tegangan 5 Volt dan tegangan tersebut setelah melewati thermistor dikembalikan lagi ke microcontroller Arduino.

Semakin tinggi suhu yang diterima maka nilai hambatan dari thermistor PTC akan semakin tinggi.

Itu artinya makin tinggi suhu yang diterima thermistor PTC maka tegangan yang masuk ke microcontroller juga semakin kecil dikarenakan hambatan yang ada.

Maka dengan perhitungan ini dapat ditanamkan sebuah logika pada mikrokontroler untuk menghitung nilai suhu yang diterima oleh thermistor PTC.

2. Melindungi Komponen Elektronik Dari Lonjakan Arus

Lonjakan arus terjadi saat hubung singkat atau korsleting listrik dan tentunya dapat merusak komponen elektronika dalam peralatan elektronik.

Saat terjadi lonjakan arus maka penghantar listrik akan mengeluarkan energi panas.

Energi panas tsb membuat nilai hambatan thermistor PTC akan meningkat sehingga bisa sedikit mengurangi lonjakan arus yang terjadi.

Fungsi dan Kegunaan Thermistor

Thermistor memiliki banyak aplikasi pada rangkaian elektronik.

Thermistor banyak digunakan sebagai cara untuk mengukur suhu sebagai termistor termometer di berbagai kondisi cair maupun udara ambien lingkungan.

Berikut ini beberapa fungsi dan keggunaan pada termistor yang paling umum meliputi:

Sebagai termometer digital (termostat)
Dipakai pada aplikasi otomotif untuk mengukur temperatur oli dan cairan pendingin di mobil dan truk
Peralatan rumah tangga seperti microwave, lemari es, dan oven
Perlindungan sirkuit seperti pada perlindungan lonjakan arus.
Baterai isi ulang, agar memastikan suhu baterai yang benar dipertahankan.
Untuk mengukur konduktivitas termal bahan listrik. Kompensasi suhu contohnya mempertahankan resistansi untuk mengkompensasi efek yang disebabkan karena perubahan suhu di bagian lain dari rangkaian.

Dipakai pada sirkuit jembatan wheatstone.

Baca juga: Decoder: Pengertian, 3 Jenis, Aplikasi dan Cara Kerjanya

Cara Kerja PTC

Semakin besar suhu yang diterima thermistor (Input), maka nilai resistansi yang dikeluarkan (output) akan semakin besar.

Umumnya nilai resistansi yang dikeluarkan thermistor ini bernilai 10% setiap kenaikan 1°C.

Contohnya terdapat thermistor dengan nilai 100K Ohm, maka setiap kenaikan suhu 1°C maka nilai resistansinya yaitu 10K Ohm (10%-nya).

Kesimpulan