Què és el varistor d'òxid metàl·lic?
El terme 'varistor' és una forma curta de resistència variable. Per tant, els valors de la resistència estaran subjectes a canvis amb condicions externes.
Els varistors d'òxid metàl·lic són resistències dependents de la tensió, la resistència de les quals cau amb l'augment de la tensió entre ells. Varistor està format per dues paraules: variable i resistència. Tanmateix, aquests tipus de resistències variables no es poden variar manualment. Els varistors canvien les seves resistències automàticament amb un augment de voltatges.
Construcció de varistors d'òxid metàl·lic
Els varistors consisteixen en dos elèctrodes metàl·lics i compostos d'òxid metàl·lic en forma de pols com l'òxid de zinc o l'òxid de cobalt, etc. Els grans d'òxid metàl·lic actuen com a unions PN de materials semiconductors entre si. Quan s'aplica tensió als elèctrodes, els varistors comencen a conduir el corrent i la conducció s'atura tan bon punt s'elimina la tensió externa dels elèctrodes.
Principi de funcionament dels varistors d'òxid metàl·lic
Quan les tensions elèctriques augmenten o l'energia elèctrica en una xarxa canvia a l'instant en un circuit elèctric, aquestes pertorbacions es coneixen com a transitoris. La magnitud de la tensió salta a diversos milers de volts en un interval curt i pot danyar greument un circuit elèctric. Els transitoris en senyal de CA es mostren a continuació:
Els varistors disminueixen la seva resistència tan aviat com augmenta la tensió i, per tant, actuen per proporcionar una ruta de resistència mínima alternativa per a l'espiga de tensió. L'única limitació en el cas dels MOV és que són adequats per a transitoris d'interval curt. No estan dissenyats per a una llarga durada de transitoris i degraden les seves característiques quan s'exposen a transitoris repetits o de llarga durada.
Corba de resistència estàtica del varistor
Els varistors d'òxid metàl·lic mostren una relació inversa amb la tensió aplicada. La resistència disminueix a mesura que augmenta la tensió. Quan la tensió arriba al valor màxim, la resistència assoleix el valor mínim.
Corba de característiques del varistor V-I
Les resistències lineals segueixen un patró de línia recta, però els varistors no mostren el comportament lineal ja que la seva resistència cau amb l'augment de la tensió.
Les corbes característiques mostren un comportament bidireccional dels varistors, i la corba s'assembla a les característiques de dos díodes Zener connectats d'esquena a esquena. Quan els varistors detenen la conducció, la corba es desplaça cap a una tendència lineal en estat apagat. Durant la conducció, la corba mostra un comportament no lineal.
Capacitat del varistor i voltatges de fixació
Els dos elèctrodes juntament amb el medi d'òxid metàl·lic intermedi del varistor s'assemblen a un condensador. El medi esdevé dielèctric i els varistors actuen com a condensadors en els seus modes de no conducció.
Els MOV entren en mode de conducció per sobre dels valors de tensió de fixació i no condueixen per sota dels voltatges de fixació. La tensió de subjecció es pot definir com el nivell de tensió de CC que permetria un flux d'1 mA de corrent a través del cos del varistor. Aquest nivell de tensió de fixació decideix el mode de conducció dels varistors.
En tensió de corrent continu, l'efecte de la capacitat no afecta gaire i es manté dins dels límits per sota del nivell de tensió de fixació. Però en casos de tensió CA, un fenomen de corrent de fuga. La reactància de fuga cau amb l'augment de la freqüència i s'expressa com en el cas del condensador següent:
Aplicacions de varistors
Els varistors es poden utilitzar en qualsevol circuit elèctric que estigui exposat a pics de tensió. S'afegeix en paral·lel amb el circuit elèctric protegit. A continuació es mostren algunes de les principals aplicacions dels varistors:
Conclusió
Els varistors protegeixen els equips elèctrics de pics de sobretensió. Protegeixen les xarxes elèctriques delicades dels transitoris, igual que els interruptors de circuit i els fusibles que protegeixen dels sobreintensitats. Estan disponibles en un rang de dissenys de 10 a 1000 volts, tant per a subministraments de CA com de CC.