Kas ir metāla oksīda varistors?
Termins “varistors” ir mainīga rezistora īss veids. Tāpēc rezistoru vērtības var mainīties atkarībā no ārējiem apstākļiem.
Metāla oksīda varistori ir no sprieguma atkarīgi rezistori, kuru pretestība samazinās, palielinoties spriegumam pār tiem. Varistors tiek veidots no diviem vārdiem: mainīgais un rezistors. Tomēr šāda veida mainīgos rezistorus nevar mainīt manuāli. Varistori maina savu pretestību automātiski, palielinoties spriegumam.
Metāla oksīda varistoru konstrukcija
Varistori sastāv no diviem metāliskiem elektrodiem un metāla oksīda savienojumiem pulverveida formā, piemēram, cinka oksīda vai kobalta oksīda un tā tālāk. Metāla oksīda graudi viens ar otru darbojas kā pusvadītāju materiālu PN savienojumi. Kad elektrodiem tiek pielikts spriegums, varistori sāk vadīt strāvu un vadīšana apstājas, tiklīdz no elektrodiem tiek noņemts ārējais spriegums.
Metāla oksīda varistoru darbības princips
Ja elektriskais spriegums vai elektriskā jauda tīklā uzreiz mainās elektriskajā ķēdē, šos traucējumus sauc par pārejošiem traucējumiem. Sprieguma lielums īsā intervālā palielinās līdz vairākiem tūkstošiem voltu un var nopietni sabojāt elektrisko ķēdi. Pārejoši maiņstrāvas signāls ir parādīts zemāk:
Varistori samazina savu pretestību, tiklīdz paaugstinās spriegums, un tāpēc darbojas, lai nodrošinātu alternatīvu minimālās pretestības ceļu sprieguma smailei. Vienīgais ierobežojums MOV gadījumā ir tas, ka tie ir piemēroti īslaicīgām pārejām. Tie nav paredzēti ilgstošam pārejas periodam un pasliktina to īpašības, ja tiek pakļautas atkārtotām vai ilgstošām pārejām.
Varistora statiskās pretestības līkne
Metāla oksīda varistoriem ir apgriezta sakarība ar pielietoto spriegumu. Palielinoties spriegumam, pretestība samazinās. Kad spriegums sasniedz maksimālo vērtību, pretestība sasniedz minimālo vērtību.
Varistora V-I raksturlīkne
Lineārie rezistori seko taisnas līnijas modelim, bet varistori neuzrāda lineāro uzvedību, jo to pretestība samazinās, palielinoties spriegumam.
Raksturīgās līknes parāda varistoru divvirzienu uzvedību, un līkne atgādina divu Zenera diožu raksturlielumus, kas savienoti no aizmugures pret aizmuguri. Kad varistori pārtrauc vadītspēju, līkne izslēgtā stāvoklī pāriet uz lineāru tendenci. Vadīšanas laikā līkne parāda nelineāru uzvedību.
Varistora kapacitāte un iespīlēšanas spriegumi
Abi elektrodi kopā ar varistora starpposma metāla oksīda vidi atgādina kondensatoru. Vide kļūst dielektriska, un varistori darbojas kā kondensatori savos nevadīšanas režīmos.
MOV pāriet vadīšanas režīmā virs iespīlēšanas sprieguma vērtībām un nevada zem iespīlēšanas sprieguma. Saspiedes spriegumu var definēt kā līdzstrāvas sprieguma līmeni, kas ļautu plūst 1mA strāvai caur varistora korpusu. Šis iespīlēšanas sprieguma līmenis nosaka varistoru vadīšanas režīmu.
Līdzstrāvas spriegumā kapacitātes efekts īpaši neietekmē, un tas paliek robežās zem iespīlēšanas sprieguma līmeņa. Bet maiņstrāvas sprieguma gadījumos noplūdes strāvas parādība. Noplūdes pretestība samazinās, palielinoties frekvencei, un tiek izteikta kā kondensatora gadījumā:
Varistora lietojumprogrammas
Varistorus var izmantot jebkurā elektriskā ķēdē, kas ir pakļauta sprieguma lēcieniem. Tas tiek pievienots paralēli ar aizsargāto elektrisko ķēdi. Tālāk ir norādīti daži no galvenajiem varistoru lietojumiem:
Secinājums
Varistori aizsargā elektroiekārtas no pārsprieguma lēcieniem. Tie aizsargā trauslos elektriskos tīklus no pārejām, tāpat kā automātiskie slēdži un drošinātāji, kas pasargā no pārslodzes. Tie ir pieejami 10–1000 voltu konstrukcijās gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas padevei.