Varistorul este un element radio-electronic utilizat în circuitele care protejează dispozitivele electronice de supratensiunile din rețea.
Este o rezistență semiconductoare cu o caracteristică volt-amper non-lineară. Rezistența varistorului variază de la sute de Mohms la zeci de ohmi în funcție de tensiunea aplicată.
Tabla de conținut:
Un rezistor semiconductor este inclus în paralel cu o siguranță în circuitul de alimentare al dispozitivelor electronice pentru a atenua efectele supratensiunilor din rețeaua electrică.
Denumirea varistorului pe schemă este cea a unui rezistor barat cu o linie întreruptă, ceea ce implică neliniaritate.
Cuprins
Principiul de funcționare a varistorului
În funcționare normală, rezistorul semiconductor are o rezistență ridicată, dar atunci când tensiunea depășește tensiunea nominală, rezistența sa scade dramatic și curentul crește datorită efectului de avalanșă. Tensiunea sa rămâne puțin peste tensiunea nominală, cu alte cuvinte în acest mod funcționează ca un rezistor stabil.
Conectată la intrarea circuitului de alimentare, rezistența semiconductoare introduce propria capacitate în circuit, care trebuie să fie luată în considerare în proiectare pentru a asigura funcționarea stabilă a dispozitivului. Valoarea capacității este direct proporțională cu suprafața și invers proporțională cu grosimea.
Pentru a selecta corect elementul de protecție împotriva suprasarcinii circuitelor de alimentare ale unui dispozitiv electronic, este necesar să se cunoască impedanța de intrare a sursei și puterea impulsurilor care apar în timpul tranzienților.
Durata și perioada de repetare a vârfurilor de tensiune determină valoarea maximă a curentului pe care varistorul îl poate trece. Dacă valoarea maximă (de vârf) este mică, acesta se va supraîncălzi și va ceda.
Astfel, pentru a funcționa fără defecțiuni, elementul trebuie să disipeze eficient energia impulsului tranzitoriu cu o revenire la starea inițială.
Maeștrii de toate mâinile vor fi interesați de articolul cu scheme de termoregulatoare pentru autoasamblarea incubatoarelor.
Clasificare, avantaje și dezavantaje
În funcție de tensiunea de funcționare, rezistențele semiconductoare sunt împărțite în :
- înaltă tensiune (tensiune de funcționare până la 20kV);
- joasă tensiune (de la 3 la 200 V).
Rezistențele de înaltă tensiune sunt utilizate pentru protecția împotriva supratensiunilor în rețelele electrice și în instalațiile electrice, iar rezistențele de joasă tensiune sunt utilizate pentru protecția circuitelor de alimentare a dispozitivelor și aparatelor radioelectronice.
Caracteristicile pozitive ale rezistorului semiconductor includ
- capacitatea de a funcționa la frecvențe înalte cu sarcini mari;
- cost redus;
- aplicabilitate largă;
- fiabilitate;
- ușurința de aplicare.
Dezavantajele sale se manifestă în crearea unui zgomot crescut la joasă frecvență și în dependența caracteristicii lor volt-ampermetru de temperatură.
Tehnologia de fabricație
Varistoarele sunt fabricate din pulberi de oxid de zinc și carbură de siliciu pe baza unei tehnologii numite „ceramică”. Tehnologia constă în presarea elementelor din pulberi, arderea lor într-un cuptor cu temperatură ridicată și acoperirea carcasei cu un lac izolator electric și rezistent la umiditate.
Tehnologia standard permite fabricarea rezistențelor semiconductoare în funcție de comanda individuală.
Parametrii
Rezistențele semiconductoare sunt caracterizate de următorii parametri:
- tensiunea nominală de clasificare (V) — tensiunea la care varistorul suportă un curent de 1 mA;
- tensiunea alternativă maximă admisibilă (V) este valoarea tensiunii alternative la care curentul varistorului crește brusc și acesta își îndeplinește funcțiile de protecție
- tensiunea continuă maximă admisibilă (V)- valoarea tensiunii continue la care, ca și în cazul precedent, varistorul intră în modul de protecție;
- tensiunea limită maximă (V)- valoarea tensiunii maxime la care varistorul poate rezista fără a se deteriora; dacă este depășită, acesta cedează: se fisurează, se arde sau se distruge în bucăți;
- energia maximă absorbită (J) este energia maximă a impulsului pe care varistorul o poate disipa sub formă de căldură fără a fi distrus;
- Timpul de răspuns (ns) este timpul necesar pentru a trece de la o stare de impedanță ridicată la o stare de impedanță scăzută; majoritatea varistoarelor au un timp de răspuns de zeci de nanosecunde;
- Abatere admisibilă — valoarea abaterii de la tensiunea de calificare (%). Este exprimată ca un interval standardizat de ±5%, ±10%, ±20% etc.
Etichetarea, denumirile varistoarelor
Pe corpul fiecărui element există un marcaj format din litere și cifre, a căror decodare indică caracteristicile elementului electronic.
Primele litere din marcaj indică tipul de element: SN — rezistență neliniară.
Cifra următoare indică materialul din care este fabricat elementul, de exemplu 1 înseamnă că materialul de construcție este carbura de siliciu.
Cifra din marcajul dintre cele două liniuțe este tipul de construcție: 1 — tijă, 2 — disc.
Cifrele următoare din rândul de marcaj înseamnă tensiunea nominală și abaterea admisă în procente.
Este varistorul serviceable, cum se verifică?
Capacitatea de funcționare a elementului poate fi verificată în mai multe moduri:
- Inspecție vizuală pentru a determina arsuri, crăpături ale carcasei, întunecarea carcasei, care indică o posibilă funcționare defectuoasă a elementului;
- Măsurarea rezistenței cu un ohmmetru sau multimetru.
Concluzie
În acest articol am învățat ce este un varistor — este o rezistență din material semiconductor cu o caracteristică volt-amper neliniară, care este o modalitate fiabilă și simplă de a proteja dispozitivele electronice de suprasarcini impulsive.
În cazul depășirii bruște a tensiunii nominale de alimentare, rezistorul semiconductor își reduce brusc rezistența, șuntând circuitul de alimentare și preluând sarcina de curent brusc crescut.
