Qual è il principio di funzionamento dei cavi elettrici autoregolanti?

I cavi elettrici autoregolanti (o autoriscaldanti) sono particolari resistenze elettriche utilizzate per il mantenimento della temperatura nei sistemi di riscaldamento (ad esempio, per tubazioni, serbatoi o pavimenti radianti) che hanno la capacità unica di regolare automaticamente la propria potenza termica in base alla temperatura di mantenimento per cui vengono impiegati.

Il funzionamento dei cavi elettrici autoregolanti si basa sulla tecnologia dei materiali PTC (Positive Temperature Coefficient). L’elemento principale del cavo è una matrice riscaldante in materiale polimerico conduttivo, estruso tra due conduttori paralleli di rame. Questo polimero speciale è composto da microscopiche particelle di carbonio (conduttive) immerse in una matrice polimerica (isolante). A temperatura inferiore a quella di mantenimento, la matrice è fredda e le particelle di carbonio sono in contatto, permettendo alla corrente di fluire attraverso di esse e di generare calore per effetto Joule.

Quando la temperatura aumenta il polimero si espande leggermente. Questa espansione allontana le particelle di carbonio l’una dall’altra e in tale modo aumenta rapidamente la resistenza elettrica del materiale polimerico. Ne consegue una diminuzione della corrente e, di conseguenza, della potenza termica erogata dal cavo, ossia della potenza riscaldante. Quando la temperatura diminuisce nuovamente il polimero si contrae, le particelle di carbonio tornano a stretto contatto, la resistenza diminuisce e la potenza termica erogata aumenta.

In tale modo maggiore è la temperatura del cavo, maggiore è la sua resistenza interna e minore è il calore che esso produce.