Què és un varistor i per què es necessita?
Principi de funcionament
Un varistor és un dispositiu semiconductor amb una característica de tensió de corrent no lineal simètrica. Segons la seva forma, podem concloure que el varistor funciona tant en corrent altern com en directe. Considerem-ho amb més detall.
En estat normal, el corrent a través del varistor és extremadament petit, es diu corrent de fuites. Es pot considerar com un component dielèctric amb una certa capacitat elèctrica i podem dir que no passa de corrent. Però, a un voltatge determinat (a la imatge està a + - 60 Volts), comença a passar corrent.
Dit d'una altra manera, el principi de funcionament del varistor en circuits de protecció s'assembla a un buit d'espurna, només en un dispositiu semiconductor no es produeix una descàrrega d'arc, però la seva resistència interna canvia. Amb una disminució de la resistència, el corrent de les unitats de microamps augmenta fins a centenars o milers d’amperis.
La imatge gràfica condicional del varistor en els circuits:
La designació de l’element als esquemes s’assembla a una resistència convencional, però creuada en diagonal per una línia sobre la qual es pot aplicar la lletra U. Per trobar aquest element al tauler o al circuit, fixeu-vos en les signatures, sovint s’indiquen com RU o VA.
L'aparició del varistor:
S’instal·la un varistor paral·lel al circuit per protegir-lo. Per tant, amb un pols de tensió del circuit protegit, l’energia no entra al dispositiu, sinó que es dissipa en forma de calor al varistor. Si l’energia del pols és massa alta, el varistor es cremarà. Però el concepte es desdibuixa, hi ha dues opcions de desenvolupament. El varistor simplement esquinçarà, o el seu cristall s’esfondrà, i els elèctrodes seran curtcircuitats. Això provocarà que es cremin les vies i conductors, o es produirà un incendi en els elements de la carcassa i altres parts.
Per evitar-ho davant del varistor, s’instal·la un fusible en sèrie amb tot el circuit del senyal o fil d’alimentació. Aleshores, en el cas d’un fort impuls de tensió i un funcionament a llarg termini o una extracció del varistor, el fusible també es cremarà, trencant el circuit.
En resum, per què es necessita un component com a propietat: les seves propietats protegeixen el circuit elèctric davant de fortes tensions que es poden produir tant a les línies d’informació com a les línies elèctriques, per exemple, en canviar electrodomèstics potents. Discutirem aquest tema una mica més avall.
Dispositiu
Els varistors estan disposats de manera senzilla: al seu interior hi ha un cristall de material semiconductor, la majoria de vegades és òxid de zinc (ZiO) o carbur de silici (SiC). La pols premsada d’aquests materials és sotmesa a processament a alta temperatura (al forn) i recoberta d’una beina dielèctrica.Hi ha versions amb terminals axials per muntar forats en una placa de circuit imprès, així com en un cas SMD.
La figura següent mostra clarament l'estructura interna del varistor:
paràmetres principals
Per triar el varistor correctament, heu de conèixer les seves característiques tècniques principals:
- Tensió de classificació, es pot designar com Un. Aquesta és una tensió en què un corrent d'1 mA comença a fluir a través del varistor, amb un excés addicional, el corrent augmenta com una allau. Aquest paràmetre està indicat al marcatge de varistor.
- Dissipació de la potència nominal P. Determina quant un element es pot dissipar mantenint les seves característiques.
- Energia màxima d’un únic impuls W. Mesurat en Joules.
- Impuls de Ipp de corrent màxim. Mentre que el front creix entre 8 μs i la seva durada total és de 20 μs.
- Capacitat tancada - Co. Com que en estat tancat el varistor és una espècie de condensador, perquè els seus elèctrodes estan separats per un material no conductor, llavors té una certa capacitança. Això és important quan el dispositiu s’utilitza en circuits d’alta freqüència.
També es distingeixen dos tipus d’estrès:
- Um ~ és la màxima efectiva o variable rms;
- Um = és la constant màxima.
Marcatge i selecció de varistor
A la pràctica, per exemple, quan repareu un dispositiu electrònic, heu de treballar amb la marca de varistor, normalment es fa de la forma:
20D 471K
Què és i com entendre-ho? Els primers caràcters 20D són el diàmetre. Com més gran i gruixuda, més energia es pot dissipar. 471 és una tensió de classificació.
Hi poden haver altres caràcters addicionals, normalment indicant el fabricant o la característica del component.
Anem a esbrinar com triar el varistor correctament, de manera que compleixi correctament la seva funció. Per seleccionar un component, heu de saber al circuit quina tensió i tipus de corrent funcionarà. Per exemple, podem suposar que per a la protecció dels dispositius que operen en un circuit de 220V, és necessari utilitzar un varistor amb una tensió de classificació lleugerament superior (de manera que funcioni quan el valor nominal se superi significativament), és a dir, 250-260V. Això és fonamental.
El fet és que als circuits de corrent alterna 220V és el valor efectiu. Si no s’entra en detalls, l’amplitud del senyal sinusoïdal a l’arrel de 2 vegades més que el valor real, és a dir, 1,41 vegades. Com a resultat, la tensió d'amplitud a les nostres sortides és de 300-310 V.
240 * 1,1 * 1,41 = 372 V.
On 1,1 és el factor de seguretat.
En aquests càlculs, l’element començarà a funcionar quan la tensió actual salti més de 240 volts, de manera que el seu voltatge de classificació ha de ser com a mínim de 370 volts.
A continuació es mostren les classificacions típiques de varistors per a xarxes de CA amb un voltatge de:
- 100V (100 ~ 120) - 271k;
- 200V (180 ~ 220) - 431k;
- 240V (210 ~ 250) - 471k;
- 240V (240 ~ 265) - 511k.
Ús domèstic
L’objectiu dels varistors és protegir el circuit durant polsos i sobretensió a la linia. Aquesta propietat va permetre que els elements considerats puguin trobar la seva aplicació com a protecció:
- línies de comunicació;
- entrades d'informació de dispositius electrònics;
- circuits d’alimentació.
La majoria de fonts d’energia barates no instal·len cap protecció. Però en els bons models, els varistors s’instal·len a l’entrada.
A més, tothom sap que l’ordinador s’ha de connectar a l’alimentació mitjançant un cable d’extensió especial amb un botó - filtre de xarxa. No només filtra les interferències, els varistors també s’instal·len en circuits de filtre normals.
Sovint, els electricistes recomanen protegir les làmpades LED xineses mitjançant la instal·lació d’un varistor paral·lel al cartutx. També es protegeixen altres dispositius, alguns munten el varistor en una presa o en un endoll per protegir l’equip connectat.
Per protegir tot l’apartament - podeu instal·lar el varistor en un rail-dyn, en bons dispositius en el cas hi ha autèntics varistors potents amb un diàmetre de puny.Un exemple d'aquest dispositiu és SPE-1, que es mostra a la foto següent:
Com a conclusió, vull destacar que l'objectiu del varistor és protegir qualsevol circuit elèctric. El principi de funcionament es basa en un canvi en la resistència de l’estructura de semiconductors sota la influència d’alta tensió. La tensió a la qual comença a fluir un corrent d’1 mA per l’element s’anomena classificació. Aquest i el diàmetre de l’element són els paràmetres principals a l’hora de triar. Potser hem explicat clarament què és un varistor i per què cal, fer preguntes als comentaris si no entens alguna cosa.
Al final, recomanem veure vídeos útils sobre el tema de l’article:
Segur que no ho sabeu:
Carregant ...
Moltes gràcies per l’article!
Ajuda que no trobo.
És blau