Thermische Widerstände  (3 021 Angebote unter 18 360 080 Artikeln)Zum Expertenwissen

Thermische Widerstände mit temperaturabhängigen Widerstandswerten

Thermische Widerstände haben keine konstanten Widerstandswerte, sondern ändern ihren Widerstandswert abhängig von der Temperatur. Diese Widerstände werden häufig auch als Thermistoren bezeichnet (ein Kunstwort aus den englischen Begriffen thermal und resistor). Thermische Widerstände werden für zahlreiche unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Dazu gehören beispielsweise Temperaturmessungen mit elektronischen Schaltungen oder auch die temperaturabhängige Strombegrenzung in Einschalt- oder Dauerbetrieb von unterschiedlichen Geräten. Im Prinzip hat jeder elektrische Leiter einen materialspezifischen Widerstand, der in gewissen Umfang auch von dessen Temperatur abhängig ist. Als thermische Widerstände werden allerdings hauptsächlich elektrische Leiter bezeichnet, deren spezifischer Widerstand relativ stark von der Temperatur des Leitermaterials abhängig ist. Prinzipiell unterscheidet man zwischen zwei Arten von thermischen Widerständen, den sogenannten Kaltleitern und den Heißleitern.

Hoher Widerstand bei hohen Temperaturen - der Kaltleiter oder auch PTC

Elektrisch leitfähige Materialien, die einen relativ hohen elektrischen Widerstand bei hohen Temperaturen besitzen, werden auch als Kaltleiter oder PTC-Widerstände bezeichnet. Die Abkürzung PTC steht für den positiven Temperaturkoeffizienten. Dieser besagt, dass der elektrische Widerstand mit der Temperatur ansteigt. So sind beispielsweise reine Metalle Kaltleiter. Es wird zwischen linearen und nichtlinearen Widerstandsverläufen der Materialien unterschieden. Kaltleiter mit linearen Widerstandsverläufen beispielsweise werden gerne zur Temperaturmessung eingesetzt. Diese Widerstände bestehen häufig aus Trägersubstraten, bei denen das Widerstandsmaterial per Dickfilmtechnologie aufgetragen wurde. Andere Kaltleiter bestehen aus einer Keramikbasis und besitzen Widerstandsmaterialien, die einen nichtlinearen Widerstandsverlauf aufweisen. Diese thermischen Widerstände werden häufig als Überstromschutz in Sicherungselementen, als selbstregelnde Heizelemente oder als Schaltelemente eingesetzt.

Niedriger Widerstand bei hohen Temperaturen - der Heißleiter oder auch NTC

Widerstandsmaterialien, die einen niedrigen Widerstand bei hohen Temperaturen besitzen, werden auch häufig als Heißleiter bzw. NTC-Widerstände bezeichnet. Hier steht die Abkürzung NTC für den negativen Temperaturkoeffizienten. Sie leiten den elektrischen Strom bei hohen Temperaturen besser als bei niedrigen Temperaturen und bilden somit das Pendant zu den schon erwähnten Kaltleitern. Heißleiter werden beispielsweise als Temperatursensoren oder Temperaturfühler eingesetzt. So bestehen häufig Motor-Temperaturfühler in Kraftfahrzeugen aus Heißleitern. Weiterhin werden diese Bauteile zur Begrenzung von Einschaltströmen verwendet. Dies hat folgenden Hintergrund: Ein ausgeschaltetes Gerät besitzt zum Zeitpunkt des Einschaltens einen noch kalten NTC-Widerstand in der Stromversorgungsleitung. Wegen des negativen Temperaturkoeffizienten ist in diesem Moment der Widerstandswert noch relativ hoch. Dies hat einen verringerten Stromfluss zufolge. Der Stromfluss bzw. die Stromstärke steigt erst mit zunehmender Temperatur des Gerätes bzw. dessen Heißleiters an. Das angeschlossene Gerät erhält also erst nach einer gewissen Zeit, welche der Heißleiter zur Erwärmung benötigt, seine volle Stromstärke und damit seine volle Leistung.

Widerstandswerte und Toleranzen bei thermischen Widerständen

Natürlich besitzen auch thermische Widerstände bestimmte Widerstandswerte und auch Toleranzen. Die Widerstandswerte hängen hauptsächlich vom vorgesehenen Einsatzgebiet ab. Für Temperaturmessungen beispielsweise werden bevorzugt höhere Widerstandswerte eingesetzt, um die Messströme gering zu halten. Sollen thermische Widerstände den Stromfluss von elektrischen Verbrauchern regeln, eignen sich thermische Widerstände mit geringeren Widerstandswerten besser. Übrigens sollte beim möglichen Einsatzgebiet auch immer der lineare oder nichtlineare Widerstandsverlauf beachtet werden. Gleiches gilt natürlich auch für die Toleranz des thermischen Widerstandes.