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Schaltzeichen eines NTC (oben) und eines PTC (unten)

Heißleiter (engl. NTC, negative temperature coefficient) und Kaltleiter (engl. PTC, positive temperature coefficient) sind elektrische Widerstände aus bestimmten Materialien, deren Leitfähigkeit (und damit der Widerstand) sich mit der Temperatur ändert. Diese Leitfähigkeitsänderung in Abhängigkeit von der Temperatur ist nicht linear; daher gehören sie, wie z.B. auch die Diode, zu den einfachen nichtlinearen Bauteilen.


NTCs

Typische Bauform
Heißleiter sind stromleitende Materialien, die bei hohen Temperaturen eine höhere Leitfähigkeit besitzen als bei tiefen Temperaturen. Sie haben einen negativen Temperaturkoeffizienten; das heißt, mit steigender Temperatur sinkt ihr elektrischer Widerstand.

Ein großer Vorteil ist die starke Temperaturabhängigkeit und der geringe Preis. Das nichtlineare Verhalten des Widerstandswertes bei sich verändernder Temperatur ist jedoch zugleich auch der größte Nachteil.

Ein einzelner, nicht kompensierter NTC ändert seinen Widerstand nicht linear. Hier dazu ein Beispieldiagramm:


Ntcdiagramm.gif

PTCs

Kaltleiter sind stromleitende Materialien, die bei hohen Temperaturen eine niedrigere Leitfähigkeit besitzen als bei tiefen Temperaturen. Sie haben einen positiven Temperaturkoeffizienten; das heißt, mit steigender Temperatur steigt auch ihr elektrischer Widerstand.

Bei den PTCs gibt es zwei Sorten: Einmal welche mit näherungsweise linearer Kennlinie und dann welche mit stark nichtlinearer Kennlinie. Die linearen Typen (z.B. KTYxx Reihe) oder Platinwiderstände (z.B. PT100, PT1000 ) sind mehr für die Temperaturmessung gedacht. Recht beliebt sind die PTCs der KTYxx-Reihe z.B. der KTY81-110. Sie sind sehr günstig (ca. 0,50€) und bieten für die meisten Anwendungen eine ausreichende Genauigkeit.

Im Vergleich zu anderen PTCs oder NTCs ist bei den PTxxx-Typen im Bereich von -200...500 °C die Kennlinie nahezu linear steigend. Dafür ist der Temperaturkoeffizient deutlich kleiner (0,34 %/K bei Raumtemperatur). Es gibt diese Kaltleiter in den Serien PT100 (mit 100 Ohm Innenwiderstand) oder PT1000 (mit 1000 Ohm). Diese sind jedoch erheblich teurer (je nach Typ und Bezugsquelle und Qualität ab etwa 3 €) als die anderen Typenreihen und werden eingesetzt, wenn höhere Anforderungen an Messbereich oder Genauigkeit gestellt werden.

Die stark nichtlinearen Typen sind mehr als Übertemperaturschutz oder als selbst rückstellende Sicherung geeignet. Auch dazu ein Beispieldiagramm für einen nicht linearen PTC:


Ptcdiagramm.GIF

Einatzmöglichkeiten

NTCs und PTCs werden immer dann eingesetzt, wenn in "normalen" Bereichen (das heißt hier kleiner etwa 200 °C) eine Temperatur gemessen werden soll. Dieses Gebiet umfasst alles vom kleinen digitalen Fieberthermometer über die verschiedenen Anzeigeinstrumente (wie Wetterstationen und KFZ-Elektronik) bis hin zu kompletten Heizungs- und Klimasteuerungen in Gebäuden.

Für Temperaturen größer etwa 150 °C werden meist spezielle Sensoren eingesetzt, wie z.B. Thermoelemente oder Platinwiderstände.

Linearisierung

Konstantstrom, Vorwiderstand, Kalibrierung etc. - noch beschreiben...


Im Vergleich zu anderen PTCs oder NTCs ist bei den PTxxx-Typen im Bereich von 50...200 °C die Kennlinie nahezu linear steigend und der Temperaturkoeffizient deutlich kleiner (0,3...0,8 %/K). Es gibt diese Kaltleiter in den Serien PT100 (mit 100 Ohm Innenwiderstand) oder PT1000 (mit 1000 Ohm). Diese sind jedoch erheblich teurer (je nach Typ und Bezugsquelle zwischen 5 und 15 €) als die anderen Typenreihen und werden eingesetzt, wenn höhere Anforderungen an Messbereich oder Genauigkeit gestellt oder ein gewisser schaltungstechnischer Aufwand eingespart werden soll.


Schaltungsbeispiele

NTC

PTC

Dieser Artikel ist noch lange nicht vollständig. Der Auto/Initiator hofft das sich weitere User am Ausbau des Artikels beteiligen.

Das Ergänzen ist also ausdrücklich gewünscht! Besonders folgende Dinge würden noch fehlen:

... auf jeden Fall Anwendungs- und Schaltungsbeispiele mit Heiß- oder Kaltleiter!


Siehe auch


Weblinks

Wikipedia