Co to jest warystor tlenku metalu?
Termin „warystor” jest krótką formą rezystora zmiennego. Dlatego wartości rezystorów będą podlegać zmianom w zależności od warunków zewnętrznych.
Warystory z tlenku metalu to rezystory zależne od napięcia, których rezystancja maleje wraz ze wzrostem napięcia na nich. Warystor składa się z dwóch słów: zmienny i rezystor. Jednakże tego typu rezystorów zmiennych nie można zmieniać ręcznie. Warystory zmieniają swoją rezystancję automatycznie wraz ze wzrostem napięcia.
Budowa warystorów tlenkowych metali
Warystory składają się z dwóch metalicznych elektrod i związków tlenków metali w postaci sproszkowanej, takich jak tlenek cynku lub tlenek kobaltu i tak dalej. Ziarna tlenku metalu zachowują się jak złącza PN materiałów półprzewodnikowych. Kiedy napięcie zostanie przyłożone do elektrod, warystory zaczynają przewodzić prąd i przewodzenie zatrzymuje się, gdy tylko zewnętrzne napięcie zostanie usunięte z elektrod.
Zasada działania warystorów z tlenku metalu
Kiedy napięcie elektryczne lub moc elektryczna w sieci zmieniają się natychmiast w obwodzie elektrycznym, zakłócenia te nazywane są stanami przejściowymi. Wartość napięcia w krótkim czasie wzrasta do kilku tysięcy woltów i może poważnie uszkodzić obwód elektryczny. Poniżej przedstawiono stany przejściowe w sygnale AC:
Warystory zmniejszają swoją rezystancję, gdy tylko wzrasta napięcie, zapewniając w ten sposób alternatywną ścieżkę minimalnego oporu dla skoku napięcia. Jedynym ograniczeniem w przypadku MOV jest to, że nadają się one do krótkotrwałych stanów nieustalonych. Nie są zaprojektowane do długotrwałego trwania stanów nieustalonych i pogarszają swoje właściwości pod wpływem powtarzających się lub długich czasów trwania stanów nieustalonych.
Krzywa rezystancji statycznej warystora
Warystory tlenkowe wykazują odwrotną zależność od przyłożonego napięcia. Opór maleje wraz ze wzrostem napięcia. Gdy napięcie osiąga wartość maksymalną, rezystancja osiąga wartość minimalną.
Krzywa charakterystyki warystora V-I
Rezystory liniowe mają wzór liniowy, ale warystory nie wykazują zachowania liniowego, ponieważ ich rezystancja spada wraz ze wzrostem napięcia.
Krzywe charakterystyczne pokazują dwukierunkowe zachowanie warystorów, a krzywa przypomina charakterystykę dwóch diod Zenera połączonych tyłem do siebie. Kiedy warystory przestają przewodzić, w stanie wyłączonym krzywa zmienia się w trend liniowy. Podczas przewodzenia krzywa wykazuje zachowanie nieliniowe.
Pojemność warystora i napięcia zaciskania
Dwie elektrody wraz z pośrednim ośrodkiem tlenku metalu warystora przypominają kondensator. Medium staje się dielektrykiem, a warystory działają jak kondensatory w trybie nieprzewodzącym.
MOV wchodzą w tryb przewodzenia powyżej wartości napięcia zaciskania i nie przewodzą poniżej napięć zaciskania. Napięcie zaciskania można zdefiniować jako poziom napięcia prądu stałego, który umożliwia przepływ prądu o natężeniu 1 mA przez korpus warystora. Ten poziom napięcia zaciskania decyduje o sposobie przewodzenia warystorów.
W napięciu stałym efekt pojemnościowy nie ma większego wpływu i pozostaje w granicach poniżej poziomu napięcia zaciskania. Ale w przypadkach napięcia przemiennego zjawisko prądu upływowego. Reaktancja rozproszenia maleje wraz ze wzrostem częstotliwości i jest wyrażona jak w przypadku kondensatora poniżej:
Zastosowania warystorów
Warystory można stosować w dowolnym obwodzie elektrycznym narażonym na skoki napięcia. Jest dodawany równolegle z chronionym obwodem elektrycznym. Poniżej znajdują się niektóre z głównych zastosowań warystorów:
Wniosek
Warystory chronią sprzęt elektryczny przed skokami napięcia. Chronią delikatne sieci elektryczne przed stanami przejściowymi, podobnie jak wyłączniki automatyczne i bezpieczniki chroniące przed przetężeniami. Są dostępne w wersjach od 10 do 1000 V, zarówno do zasilania prądem przemiennym, jak i stałym.