NTC – Coefficient de température négatif

NTC – Coefficient de température négatif

Aujourd’hui, on va voir en détail ce qu’est un capteur NTC et comment fonctionne son coefficient de température négatif, un concept essentiel dans le domaine de l’électronique et des mesures de température.

Définition et principe de fonctionnement

NTC signifie « Negative Temperature Coefficient », soit coefficient de température négatif. Il s’agit généralement d’une thermistance dont la résistance diminue lorsque la température augmente. Cette propriété inverse la plupart des matériaux où la résistance croît avec la température.

La thermistance NTC est composée de matériaux semi-conducteurs qui voient leur mobilité des porteurs de charge augmenter avec la chaleur, ce qui diminue la résistance électrique.

Caractéristiques électriques et comportement thermique

La relation entre la résistance R d’un NTC et la température T (exprimée en Kelvin) est généralement modélisée par la formule de Steinhart-Hart ou par une approximation exponentielle simple :

1. Formule simplifiée :
   R(T) = R_0 * exp[B * (1/T - 1/T_0)]
2. Avec :
   • R_0 : résistance à la température de référence T_0 (souvent 25°C soit 298K)
   • B : constante du matériau, appelée constante B ou constante de sensibilité thermique
   • T : température absolue en Kelvin

Applications courantes des thermistances NTC

Les NTC sont utilisées dans de nombreux domaines :

• Mesure de température dans les circuits électroniques
• Protection contre la surchauffe dans les alimentations et moteurs
• Compensation thermique pour stabiliser des composants sensibles
• Thermomètres numériques et capteurs de température industriels

Leur réponse rapide et leur sensibilité font des NTC un choix privilégié là où la précision et la fiabilité sont cruciales.

Avantages et limitations

• Avantages : faible coût, haute sensibilité, taille compacte
• Limitations : non linéarité de la courbe résistance/température, nécessité d’un calibrage précis

Pour pallier la non-linéarité, des méthodes de correction numérique ou des circuits spécifiques sont souvent employés.

Comment intégrer un NTC dans un circuit électronique

Le plus souvent, le NTC est utilisé dans un pont diviseur de tension avec une résistance connue. On mesure alors la tension aux bornes du NTC qui varie en fonction de la température :

1. Connecter le NTC en série avec une résistance fixe
2. Appliquer une tension constante au montage
3. Mesurer la tension aux bornes du NTC avec un convertisseur analogique-numérique (ADC)
4. Calculer la température à partir de la tension mesurée grâce à la caractéristique du NTC

Cela permet d’intégrer facilement la thermistance dans un microcontrôleur ou un système de contrôle.

Pour approfondir vos connaissances, n’hésitez pas à découvrir comment fonctionnent les thermistances à coefficient de température positif (PTC), qui complètent l’usage des NTC dans certains circuits.