Kas yra metalo oksido varistorius?
Terminas „varistorius“ yra trumpa kintamojo rezistoriaus forma. Todėl rezistorių vertės gali keistis dėl išorinių sąlygų.
Metalo oksido varistoriai yra nuo įtampos priklausomi rezistoriai, kurių varža mažėja didėjant jų įtampai. Varistorius sudaromas iš dviejų žodžių: kintamasis ir rezistorius. Tačiau šių tipų kintamų rezistorių negalima keisti rankiniu būdu. Varistoriai automatiškai keičia savo varžas didėjant įtampai.
Metalo oksido varistorių konstrukcija
Varistorius sudaro du metaliniai elektrodai ir miltelių pavidalo metalo oksido junginiai, tokie kaip cinko oksidas arba kobalto oksidas ir pan. Metalo oksido grūdeliai veikia kaip puslaidininkinių medžiagų PN jungtis tarpusavyje. Kai įtampa tiekiama ant elektrodų, varistoriai pradeda vesti srovę ir laidumas sustoja, kai tik pašalinama išorinė įtampa nuo elektrodų.
Metalo oksido varistorių veikimo principas
Kai elektros įtampos šuolis arba elektros galia tinkle iš karto pasikeičia elektros grandinėje, šie sutrikimai vadinami pereinamaisiais. Įtampos dydis per trumpą intervalą šokteli iki kelių tūkstančių voltų ir gali smarkiai pažeisti elektros grandinę. Žemiau parodytas pereinamasis kintamosios srovės signalas:
Varistoriai sumažina savo varžą, kai tik pakyla įtampa, todėl veikia tam, kad būtų sukurtas alternatyvus minimalus pasipriešinimo kelias įtampos šuoliui. Vienintelis MOV apribojimas yra tas, kad jie tinka trumpiems intervalams. Jie nėra skirti ilgalaikiams pereinamojo laikotarpio įvykiams ir pablogina jų charakteristikas, kai yra veikiami pasikartojančių ar ilgų pereinamųjų procesų.
Varistoriaus statinės varžos kreivė
Metalo oksido varistoriai rodo atvirkštinį ryšį su taikoma įtampa. Varža mažėja didėjant įtampai. Kai įtampa pasiekia didžiausią vertę, varža pasiekia mažiausią vertę.
Varistoriaus V-I charakteristikų kreivė
Linijiniai rezistoriai yra tiesios linijos modeliu, tačiau varistoriai nerodo tiesinio elgesio, nes jų varža mažėja didėjant įtampai.
Charakteristikos kreivės rodo dvikryptį varistorių elgesį, o kreivė primena dviejų Zenerio diodų, sujungtų iš vienos pusės į kitą, charakteristikas. Kai varistoriai sustabdo laidumą, kreivė pasislenka į tiesinę tendenciją išjungtoje būsenoje. Laidumo metu kreivė rodo netiesinį elgesį.
Varistoriaus talpa ir suspaudimo įtampa
Du elektrodai kartu su varistoriaus tarpine metalo oksido terpe primena kondensatorių. Terpė tampa dielektrine, o varistoriai veikia kaip kondensatoriai savo nelaidžiais režimais.
MOV įjungia laidumo režimą, viršijantį suspaudimo įtampos vertes, ir nelaidi žemiau suspaudimo įtampos. Suspaudimo įtampą galima apibrėžti kaip nuolatinės srovės įtampos lygį, kuris leistų 1 mA srovę tekėti per varistoriaus korpusą. Šis suspaudimo įtampos lygis lemia varistorių laidumo režimą.
Esant nuolatinei įtampai, talpos efektas neturi didelės įtakos ir išlieka žemiau užspaudimo įtampos lygio. Tačiau kintamosios srovės įtampos atvejais yra nuotėkio srovės reiškinys. Nuotėkio reaktyvumas mažėja didėjant dažniui ir išreiškiamas taip, kaip kondensatoriaus atveju:
Varistorių programos
Varistoriai gali būti naudojami bet kurioje elektros grandinėje, kuri yra veikiama įtampos šuolių. Jis pridedamas lygiagrečiai, kai elektros grandinė yra apsaugota. Žemiau yra keletas pagrindinių varistorių pritaikymo būdų:
Išvada
Varistoriai apsaugo elektros įrangą nuo viršįtampių šuolių. Jie apsaugo pažeidžiamus elektros tinklus nuo pereinamųjų procesų, kaip ir grandinės pertraukikliai bei saugikliai, apsaugantys nuo viršsrovių. Jie tiekiami nuo 10 iki 1000 voltų, tiek kintamos, tiek nuolatinės srovės tiekimui.