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COMPONENTS
PROTEZIONE CIRCUITALE
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- ELETTRONICA OGGI 455 - GIUGNO/LUGLIO 2016
per oltre 100 ore. Dopo un malfunzionamento di questo tipo è
anche possibile che un dispositivo PTC polimerico non fun-
zioni più correttamente a causa dell’incremento del valore
della resistenza a temperatura ambiente. Il materiale cerami-
co è invece molto più stabile e in condizioni simili a quello
sopra esposte la resistenza resta praticamente invariata.
Nella figura 4 viene riportato il diverso comportamento del
materiale per i dispositivi PTC di tipo polimerico e ceramico.
Anche se entrambi evidenziano caratteristiche simili, le mo-
dalità di variazione della resistenza sono differenti. Nel caso
di un dispositivo PTC ceramico, il cambiamento è dovuto a
un effetto chimico derivato dalle variazioni di resistività dei
bordi di grano (ovvero le superfici di confine) che formano il
materiale ceramico. Quando si verifica l’innesco (trip), dove
la resistenza aumenta in maniera esponenziale, la resistenza
dei bordi di grano del materiale ceramico aumenta in modo
significativo al crescere della temperatura. Nel momento in
cui il flusso di corrente diminuisce e la temperatura si ab-
bassa la resistenza dell’elemento ceramico torna al valore
normale senza generare fenomeni di isteresi. Esa-
minando il comportamento di un dispositivo PTC
polimerico si può osservare che la variazione della
resistività è dovuto a proprietà di natura meccani-
ca. Realizzato mediante resina polimerica e catene
di carbonio, nel momento in cui il calore prodotto
dalla corrente di sovraccarico aumenta un dispo-
sitivo PTC si espande leggermente, provocando la
disconnessione delle catene di carbonio e un con-
seguente aumento della resistenza complessiva.
Nel momento in cui la corrente diminuisce e la tem-
peratura scende la resina si restringe nuovamente
e le catene del carbonio si ricollegano. Però, come
chiaramente visibile in figura 4, non tutte le catene
del carbonio di riconnettono.
A causa della natura di questo movimento, un di-
spositivo PTC polimerico è caratterizzato da un
certo grado di isteresi, per cui le caratteristiche sul
lungo periodo tendono a evidenziare fenomeni di
instabilità.
Nella figura 5 sono riportati alcuni esempi di utiliz-
zo dei dispositivi PTC ceramici in numerosi sistemi
industriali e per l’automazione di fabbrica – con-
trollori PLC, azionamenti per servomotori e sensori.
Come chiaramente evidenziato nel corso dell’arti-
colo, un PTC ceramico è caratterizzato da una mag-
giore affidabilità e prestazioni nettamente superiori
in fase di progettazione, produzione e installazione.
Un esempio di dispositivi PTC ceramici sono quelli
della serie PRG di Murata.
Caratterizzato da un valore di resistenza nominale
di 3,3 Ohm, il dispositivo RG21BC3R3MM1RK è ca-
ratterizzato da una tensione massima di 30V, cor-
rente di mantenimento (hold current) di 180 mA a
25 °C e intervallo di temperatura operativa compre-
so tra -40 e +85 °C.
Fig. 5 – Alcuni esempi di applicazione dei dispositivi PTC ceramici
Fig. 3 – Tasso di variazione della resistenza ricavati dai risultati dei
test di carico intermittenti