Mis on metalloksiidvaristor?
Mõiste 'varistor' on muutuva takisti lühike vorm. Seetõttu võivad takistite väärtused muutuda koos välistingimustega.
Metalloksiidvaristorid on pingest sõltuvad takistid, mille takistus langeb koos pinge suurenemisega. Varistor moodustatakse kahest sõnast: muutuja ja takisti. Seda tüüpi muutuvaid takisteid ei saa aga käsitsi muuta. Varistorid muudavad oma takistusi pinge suurenemisel automaatselt.
Metalloksiidvaristorite ehitus
Varistorid koosnevad kahest metallelektroodist ja metallioksiidi ühenditest pulbrilisel kujul, nagu tsinkoksiid või koobaltoksiid jne. Metalloksiidi terad toimivad nagu pooljuhtmaterjalide PN-ühendused üksteisega. Kui elektroodidele rakendatakse pinget, hakkavad varistorid voolu juhtima ja juhtivus peatub kohe, kui väline pinge elektroodidelt eemaldatakse.
Metalloksiidvaristori tööpõhimõte
Kui võrgu elektripinge hüppeline tõus või elektrienergia vooluringis muutuvad hetkega, nimetatakse neid häireid siirdeteks. Pinge suurus hüppab lühikese aja jooksul mitme tuhande voltini ja võib elektriahelat tõsiselt kahjustada. Vahelduvvoolu signaali üleminekud on näidatud allpool:
Varistorid vähendavad oma takistust niipea, kui pinge tõuseb, ja toimivad seetõttu, et pakkuda pingepiilule alternatiivset minimaalset takistusteed. Ainus piirang MOV-de puhul on see, et need sobivad lühikese intervalliga siirdeteks. Need ei ole ette nähtud pikaajaliste siirdeperioodide jaoks ja halvendavad nende omadusi korduvate või pikaajaliste siirdehäirete korral.
Varistori staatilise takistuse kõver
Metalloksiidvaristorid näitavad pöördsuhet rakendatud pingega. Pinge kasvades takistus väheneb. Kui pinge saavutab maksimumväärtuse, saavutab takistus minimaalse väärtuse.
Varistori V-I karakteristikute kõver
Lineaarsed takistid järgivad sirgjoont, kuid varistorid ei näita lineaarset käitumist, kuna nende takistus langeb pinge suurenemisega.
Karakteristikud näitavad varistorite kahesuunalist käitumist ja kõver sarnaneb kahe omavahel ühendatud Zeneri dioodi omadustega. Kui varistorid peatavad juhtivuse, nihkub kõver väljalülitatud olekus lineaarsele trendile. Juhtimise ajal näitab kõver mittelineaarset käitumist.
Varistori mahtuvus ja kinnituspinged
Kaks elektroodi koos varistori vahepealse metalloksiidi keskkonnaga meenutavad kondensaatorit. Keskkond muutub dielektriliseks ja varistorid toimivad kondensaatoritena oma mittejuhtivates režiimides.
MOV-id sisenevad juhtivusrežiimi, mis on kõrgem kui kinnituspinge väärtus ja ei juhi alla kinnituspinge. Kinnituspinget saab defineerida kui alalispinge taset, mis võimaldab läbi varistori korpuse voolata 1 mA voolu. See kinnituspinge tase määrab varistoride juhtivuse režiimi.
Alalispinges ei mõjuta mahtuvuse efekt kuigi palju ja see jääb allapoole kinnituspinge taset. Kuid vahelduvpinge korral on lekkevoolu nähtus. Lekkereaktants langeb sageduse suurenedes ja seda väljendatakse järgmiselt kondensaatori puhul:
Varistori rakendused
Varistoreid saab kasutada igas elektriahelas, mis puutub kokku pinge hüpetega. See lisatakse paralleelselt kaitstud elektriahelaga. Allpool on toodud mõned varistoride peamised rakendused:
Järeldus
Varistorid kaitsevad elektriseadmeid ülepinge hüpete eest. Need kaitsevad õrnu elektrivõrke siirdetegurite eest, nagu ka kaitselülitid ja kaitsmed, mis kaitsevad ülevoolu eest. Need on saadaval vahemikus 10 kuni 1000 volti, nii vahelduv- kui alalisvooluvarustuse jaoks.