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 トップページ電気と磁気の?(はてな)館 > No.46 過電流から電子機器を守る温度の見張り番
電気と磁気の?(はてな)館

過電流から電子機器を守る温度の見張り番

耐熱材になるセラミックス、発熱材になるセラミックス
 羽根のないムササビが木から木へと滑空できるのは、体全体を風呂敷のように広げて空気抵抗を大きくしているからです。スペースシャトルもまた、航空機のような長い翼をもちませんが、機体全体で空気を受けて、ムササビのように大気圏に再突入して地上に帰還します。しかし、このとき空気抵抗により、機体は1000℃以上に発熱します。そこで機体には各種の耐熱材が使用されています。スペースシャトルの機体の下部全体に黒く見えるのは、特殊なシリカ系のセラミックタイルです。高温により赤熱しても燃え尽きることなく、また熱伝導性も低いので断熱材としても機能します。
 多種多様なセラミックスの中で、電気的・磁気的な働きをもつものをエレクトロ・セラミックス(電子セラミックス)といいます。一般にセラミックスは電気抵抗が高いのですが、なかには金属と絶縁体の中間的な性質をもつタイプもあります。これは半導体セラミックスと呼ばれます。半導体セラミックスは、温度によって電気抵抗がさまざまに変化するのが特徴です。この性質をたくみに利用したのがサーミスタ(thermistor)と呼ばれる素子。“温度に敏感な抵抗体(thermally sensitive resistor)”という意味からの命名です。
 半導体セラミックスは身近な製品に利用されています。電子体温計などの温度センサに使われるのはNTCサーミスタというタイプ。セラミックファンヒータなどに用いられるのはPTCサーミスタというタイプです。PTCサーミスタは、電流を流すと電気抵抗によりジュール熱が発生して温度上昇しますが、一定温度となると急激に抵抗値が増えて電流を流しにくくします。このため電圧が一定ならば、一定の温度を保つ発熱体となります。スイッチを入れると、たちどころに発熱して熱風を送ってくれるのは、PTCサーミスタを利用したセラミックヒータならではの便利さ。また、一定温度以上に発熱しないので火災などの心配もなく、ふとん乾燥機などにも利用されています。 

定温発熱体としてのPTC-サーミスタ

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