Последовательное и параллельное соединение резисторов
Проводники в электроцепях могут объединяться благодаря двум способам: последовательно и параллельно. Для воспроизведения любого устройства нужны резисторы, дабы увеличить сопротивление. Они скрепляются путём последовательной схемы. Для осуществления такого верного способа, сопротивление, которое делается ними, считается как общая сумма.
При параллельном соединении резисторов противодействие менее наиболее низкого из ветвей. Производя его с помощью этой схемы снижают общий отпор и увеличивают мощность для совокупности некоторых проводников, подключенных этим способом. Сопротивляемость должна быть значительно выше, чем при подключении отдельных составляющих. Для осуществления этого соединения нужно высчитать сопротивление с применением эффективных и правильных формул.
Как работает тиристор?
Однооперационный тиристор является полупроводниковым приспособлением, которое не является полностью управляемым. Как работает тиристор, когда он получает сигнал от управляющего объекта? Он сразу переходит всего лишь в режим «включён». Для выключения необходимого прибора нужно ещё выполнить достаточное количество дополнительных действий. Зато после этих манипуляций моментально упадёт уровень напряжения до нуля.
Силовое электрическое поле активно используется для осуществления нормальной работы этого прибора. Существует целая технология управления, которая передаёт сигналы и помогает переключать тиристор из одного состояния в другое. Ток идёт по тиристору в одном направлении. Устройство в выключенном состоянии способно выдержать прямое и обратное напряжение.
Функции и роль варистора в обеспечении защиты оборудования
В настоящее время рассматриваемый тип устройств широко используется как в бытовой сфере, так и в промышленности. Их устанавливают на приборы и оборудование с целью продления срока их эксплуатации. Их роль и функционал сводятся к защите полупроводниковых устройств от перенапряжения. Совместимы варисторы с диодами, стабилизаторами и тиристорами. В случае, когда возникает искра в переключателях из-за неверного подключения или неправильной эксплуатации оборудования, эти устройства способны еще погасить.
Используют и таким образом варистор – принцип работы его сводится к созданию некоего щита от электромагнитных всплесков, которые возникают в оборудовании с высокими показателями индуктивной мощности. И, конечно, незаменимыми они становятся при работе радиоаппаратуры, когда к ней подключаются различные комплектующие и могут возникать замыкания или электростатическое поле высокого напряжения.
Иными словами, варисторы – это надежная защита техники и промышленного оборудования.
Подбор варистора
Новые книги Шпионские штучки: Новое и лучшее схем для радиолюбителей: Шпионские штучки и не только 2-е издание Arduino для изобретателей. Обучение электронике на 10 занимательных проектах Конструируем роботов. Руководство для начинающих Компьютер в лаборатории радиолюбителя Радиоконструктор 3 и 4 Шпионские штучки и защита от них. Сборник 19 книг Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только Arduino для начинающих: самый простой пошаговый самоучитель Радиоконструктор 1 Обновления Подавитель сотовой связи большой мощности.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Конденсаторы в электронике. Самое понятное объяснение!
Определение предельной пропускной способности варисторов СН2-2
Варистор является пассивным двухвыводным, твердотельным полупроводниковым прибором, который используется для обеспечения защиты электрических и электронных схем. В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения с помощью стабилизации напряжения подобно стабилитрону. Его буквальный перевод с английского Переменный Резистор может немного ввести в заблуждения — сравнивая его с потенциометром или реостатом.
Но, в отличие от потенциометра, сопротивление которого может быть изменено вручную, варистор меняет свое сопротивления автоматически с изменением напряжения на его контактах, что делает его сопротивление зависимым от напряжения, другими словами его можно охарактеризовать как нелинейный резистор.
В настоящее время резистивный элемент варистора изготавливают из полупроводникового материала. Это позволяет использовать его как в цепях переменного, так и постоянного тока. Варистор во многом похож по размеру и внешнему виду на конденсатор и его часто путают с ним. Тем не менее, конденсатор не может подавлять скачки напряжения таким же образом, как варистор.
Не секрет, что когда в цепи электропитания схемы какого-либо устройства возникает импульс высокого напряжения, то исход зачастую бывает плачевным. Поэтому применение варистора играет важную роль в системе защиты чувствительных электронных схем от скачков напряжения и высоковольтных переходных процессов.
Всплески напряжения возникают в различных электрических схемах независимо от того, работают они от сети переменного или постоянного тока. Они часто возникают в самой схеме или поступают в нее от внешних источников.
Высоковольтные всплески напряжения могут быстро нарастать и доходить до нескольких тысяч вольт, и именно от этих импульсов напряжения необходимо защищать электронные компоненты схемы. Один из самых распространенных источников подобных импульсов — индуктивный выброс, вызванный переключением катушек индуктивности, выпрямительных трансформаторов, двигателей постоянного тока, скачки напряжения от включения люминесцентных ламп и так далее. Варисторы подключаются непосредственно к цепям электропитания фаза — нейтраль, фаза-фаза при работе на переменном токе, либо плюс и минус питания при работе на постоянном токе и должны быть рассчитаны на соответствующее напряжение.
При нормальной работе, варистор имеет очень высокое сопротивление, поэтому его работа схожа с работой стабилитрона. Однако, когда на варисторе напряжение превышает номинальное значение, его эффективное сопротивление сильно уменьшается, как показано на рисунке выше.
Мы знаем из закона Ома, что ток и напряжение имеют прямую зависимость при постоянном сопротивлении. Отсюда следует, что ток прямо пропорционален разности потенциалов на концах резистора. Но ВАХ вольт-амперная характеристика варистора не является прямолинейной, поэтому в результате небольшого изменения напряжения происходит значительное изменение тока. Ниже приведена кривая зависимости тока от напряжения для типичного варистора:.
Когда нет всплесков напряжения, в квадранте IV наблюдается постоянное значение тока, это ток утечки, составляющий всего несколько мкА, протекающий через варистор.
Из-за своего высокого сопротивления, варистор не оказывает влияние на цепь питания, пока напряжение находится на номинальном уровне. Номинальный уровень напряжения классификационное напряжение — это такое напряжение, которое необходимо приложить на выводы варистора, чтобы через него проходил ток в 1 мА. В свою очередь величина этого напряжения будет отличаться в зависимости от материала, из которого изготовлен варистор. При превышении классификационного уровня напряжения, варистор совершает переход от изолирующего состояния в электропроводящее состояние.
Когда импульсное напряжение, поступающее на варистор, становится больше, чем номинальное значение, его сопротивление резко снижается за счет лавинного эффекта в полупроводниковом материале.
При этом малый ток утечки, протекающий через варистор, быстро возрастает, но в тоже время напряжение на нем остается на уровне чуть выше напряжения самого варистора. Другими словами, варистор стабилизирует напряжение на самом себе путем пропускания через себя повышенного значения тока, которое может достигать не одну сотню ампер.
Поскольку варистор, подключаясь к обоим контактам питания, ведет себя как диэлектрик, то при нормальном напряжении он работает скорее как конденсатор, а не как резистор. Каждый полупроводниковый варистор имеет определенную емкость, которая прямо пропорциональна его площади и обратно пропорциональна его толщине. При применении в цепях постоянного тока, емкость варистора остается более-менее постоянной при условии, что приложенное напряжение не больше номинального, и его емкость резко снижается при превышении номинального значения напряжения.
Что касается схем на переменном токе, то его емкость может влиять на стабильность работы устройств. Чтобы для конкретного устройства правильно подобрать варистор, желательно знать сопротивление источника и мощность импульсов переходных процессов. Варисторы на основе оксидов металлов имеют широкий диапазон рабочего напряжения, начиная от 10 вольт и заканчивая свыше вольт переменного или постоянного тока.
В общем необходимо знать на каком уровне напряжения нужно защитить схему электроприбора и взять варистор с небольшим запасом, например для сети вольт подойдет варистор на вольт. Максимальное значение тока пиковый ток на которое должен быть рассчитан варистор, определяется длительностью и количеством повторений всплесков напряжения.
Если варистор установлен с малым пиковым током, то это может привести к его перегреву и выходу из строя. Таким образом, для безотказной работы, варистор должен быстро рассеивать поглощенную им энергию переходного импульса и безопасно возвращаться в исходное состояние. В данной статье мы узнали, что варистор это тип полупроводникового резистора, имеющий нелинейную ВАХ.
Он является надежным и простым средством обеспечения защиты от перегрузки и скачков напряжения. Варисторы применяются в основном в чувствительных электронных схемах. В случае если питающее напряжение неожиданно превышает нормальное значение, варистор защищает схему за счет резкого снижения собственного сопротивления, шунтируя цепь питания и пропуская через себя пиковый ток, доходящий порой до сотен ампер.
Классификационное напряжение варистора — это напряжение на самом варисторе при протекании через него тока в 1 мА. Эффективность работы варистора в электронной или электрической цепи зависит от правильного его выбора в отношении напряжения, тока и силы энергии всплесков. Чтобы быть уверенным в надежном функционировании разрабатываемого устройства, нужно уже на ранних этапах разработки продумать подавление скачков напряжения.
Это может быть комплексной задачей, потому что электронные компоненты очень чувствительны к переходным процессам. Разработчик должен определить тип угрозы, из-за которой могут возникать скачки напряжения, и то, каким стандартам должно соответствовать устройство, исходя из области его применения. Варисторы чаще всего применяются для подавления скачков напряжения в первичных цепях. Компаний-производителей варисторов на рынке немало.
Варистор состоит, в основном, из оксида цинка ZNO с небольшим содержанием висмута, кобальта, магния и других элементов. Варистор из оксида металла Metal Oxide Varistor или MOV спекается в процессе производства в керамический полупроводник с кристаллической микроструктурой, которая позволяет рассеивать очень большие энергии, поэтому варисторы часто используются для защиты от скачков напряжения, вызванных ударами молний, связанных с переходными процессами, с индуктивными нагрузками, электростатическими разрядами в цепях переменного и постоянного тока, а также в промышленных линиях питания.
Помимо этого, варисторы используются в сетях с постоянным напряжением, например, в низковольтных источниках питания или автомобильных цепях. Процесс производства варисторов позволяет придать им разнообразную форму. Однако наиболее распространенным форм-фактором варисторов является диск c радиальными выводами. Гранулы отделены друг от друга, и их граница разделения имеет ВАХ, схожую с p-n-переходом в полупроводниках.
Эти границы при низких напряжениях имеют очень низкую проводимость, которая нелинейно увеличивается с увеличением напряжения на варисторе. Благодаря ей варистор отлично справляется с подавлением скачков напряжения. Когда они появляются в цепи, сопротивление варистора уменьшается во множество раз: от почти непроводящего состояния до высокопроводящего, уменьшая импульс напряжения до безопасного для цепи значения. Таким образом, потенциально опасная для элементов цепи энергия входного импульса напряжения абсорбируется варистором и защищает компоненты, чувствительные к скачкам напряжения.
В местах соприкосновения микрогранул варистора возникает эффект проводимости. Так как количество гранул в объеме варистора очень велико, абсорбируемая варистором энергия значительно превышает энергию, которая может пройти через единичный p-n переход в диодах Зенера. В процессе прохождения тока через варистор весь проходящий заряд равномерно распределяется по всему объему.
Таким образом, количество энергии, которую может абсорбировать варистор, напрямую зависит от его объема. Величина рабочего напряжения варистора и максимального тока зависят от расстояния между электродами, между которыми находятся гранулы оксида цинка. Однако есть множество других технологических моментов, которые обуславливают эти электрические параметры: технология гранулирования и спекания, влияющая на размер гранул и их площадь соприкосновения, присоединение металлических выводов, покрытие варистора, легирующие добавки.
Также расширенный диапазон рабочих температур имеет большинство серий варисторов для поверхностного монтажа. Токопроводящие гранулы оксида цинка со средним размером гранулы d разделены между собой межгранулярными границами. При разработке варистора для заданного номинального напряжения Vn основным параметром является количество гранул n, заключенных между контактами, что, в свою очередь, влияет на размер варистора.
Для контроля состава и условий производства градиент должен быть постоянным. Так как физические размеры варистора имеют определенные пределы, то сочетание примесей в составе прибора позволяет достичь заданного размера гранул и нужного результата. Фундаментальным свойством ZnO-варистора является его практически постоянное падение напряжения на границах гранул во всем объеме. Падение напряжения на границах гранул не зависит и от размера самих гранул.
Таким образом, если опустить разные способы производства и легирования оксида цинка, то напряжение варистора будет зависеть от его толщины и размера гранул. Несмотря на то, что варисторы могут за несколько микросекунд абсорбировать большое количество энергии, они не могут продолжительно находиться в проводящем состоянии. Поэтому в некоторых случаях, когда, например, напряжение в сети на продолжительное время увеличивается до уровня срабатывания, варистор начинается сильно греться.
Для защиты от этого стали применяться термисторы. Варистор со встроенным термистором защищен от перегрева, что продлевает его срок службы и защищает устройство от возможного возгорания. Таблица 2. Сравнительный анализ наиболее популярных варисторов производства компаний Littelfuse, Epcos и Fenghua. Компания Littelfuse является ведущим мировым производителем компонентов и устройств для защиты электрических и электронных цепей любого рода.
Поставляемые компанией компоненты и системы, во многих случаях являются жизненно важными для устройств в практически всех отраслях и видах продукции: от бытовой электроники и автомобилей до электроэнергетики. Littelfuse предлагает наиболее широкий и полный спектр компонентов и систем защиты цепей на рынке электронных компонентов.
Компания расширяет и н …читать далее. Варисторная защита, построенная на использовании полупроводниковых резисторов нелинейного типа, служит прекрасным средством для защиты от импульсных перенапряжений. Варистор отличает резко-выраженная вольт-амперная характеристика нелинейного вида. Благодаря этому свойству с помощью варисторной защиты успешно решаются задачи по защите различных бытовых устройств и производственных объектов.
Варисторная защита подключается параллельно основному оборудованию, которое необходимо защитить. После возникновения импульса напряжения, благодаря наличию нелинейной характеристики, варистор шунтирует нагрузку и уменьшает величину сопротивления до нескольких долей Ома.
Энергия, при перенапряжении, поглощается и рассеивается в виде тепла. Варистор как бы срезает импульс опасного перенапряжения, поэтому защищаемое устройство остается невредимым, что возможно даже с низким уровнем изоляции.
Условное обозначение варистора, например, СНI СН означает, нелинейное сопротивление, первая цифровое значение — материал, вторая — конструкцию 1- стержневой; 2 — дисковый , третья цифра — номер разработки, последняя цифра обозначает значение падения напряжения.
Наиболее технологически востребованные материалы для изготовления варистора оксид цинка или порошок карбида кремния, он позволяет успешно поглощать импульсы напряжения с высокоэнергетическими импульсами. Благодаря стандартной технологии варисторы можно делать по индивидуальному заказу. Варисторы защитного типа, марок: ВР-2, ВР-2; СН; СН рассчитаны на напряжение в границах от 68В до В, энергия рассеивания в диапазоне от 10 до Дж, коэффициент нелинейности должен превышать значение Приборы используются в устройствах стабилизирующих высоковольтные источники напряжения в телевизорах, для обеспечения стабильного протекания токов в отклоняющих катушках кинескопов, они используются для размагничивания цветных кинескопов и в системах автоматического регулирования.
Варистор применяется в конструкции сетевого фильтра, он производит блокировку импульса перенапряжения и осуществляет защиту и по фазной, и по нулевой цепи. Сетевой фильтр с использованием варисторной защиты от импульсных перенапряжений, современная защита может погасить выброс энергии до Дж, это условие обеспечивает защиту от любых экстренных неожиданных ситуаций.
Последовательное соединение варисторов
Форум Список пользователей Все разделы прочитаны Справка Расширенный поиск. Показано с 1 по 4 из 4. Тема: Подбор ТТР и варистора. Алекс Просмотр профиля Сообщения форума Личное сообщение Просмотр статей. Подбор ТТР и варистора Подскажите пажалуйста какое подойдет твердотельное реле для нагревательной плиты 5кВт В индукционный и необходим ли варистор и какой.
Здесь вы узнаете, как варистор обозначается на схеме, а также о том, где он При подборе варистора следует обращать внимание на параметры.
Варисторы: как работают, основные характеристики и параметры, схема подключения
Трегубов С. Пантелеев В. Фрезе О. Каждая электроустановка имеет изоляцию, соответствующую ее номинальному напряжению. Рабочее напряжение, приложенное к установке, может отличаться от номинального, однако надежная работа обеспечивается только в том случае, если оно не выходит за пределы значений наибольших рабочих напряжений. Часто причиной выхода из строя электрооборудования становится наличие импульсов напряжения. Импульсом напряжения называется резкое изменение напряжения в точке электрической сети, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня за промежуток времени до нескольких миллисекунд [1]. Импульсы напряжения, возникающие в электрических сетях подразделяют на коммутационные и грозовые. Источником энергии коммутационных импульсов напряжения является энергия, запасенная в реактивных индуктивных и емкостных элементах системы, которая обуславливает появление импульсов в переходных режимах при нормальных и аварийных коммутациях. Значения импульсных коммутационных напряжений зависят от параметров электрической системы, характеристик коммутирующих аппаратов, а также фазы тока на момент коммутации.
Варисторы Littelfuse: обзор, новинки, нюансы подбора
Варистор является пассивным двухвыводным, твердотельным полупроводниковым прибором, который используется для обеспечения защиты электрических и электронных схем. В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения с помощью стабилизации напряжения подобно стабилитрону. Его буквальный перевод с английского Переменный Резистор может немного ввести в заблуждения — сравнивая его с потенциометром или реостатом. Но, в отличие от потенциометра, сопротивление которого может быть изменено вручную, варистор меняет свое сопротивления автоматически с изменением напряжения на его контактах, что делает его сопротивление зависимым от напряжения, другими словами его можно охарактеризовать как нелинейный резистор.
Резистор, транзистор, тиристор, стабистор. Рассмотрим ещё один компонент электронных схем.
Подбор варистора – Общие принципы выбора варисторов для защиты от импульсных напряжений
Варисторы являются одним из наиболее популярных инструментов для защиты электронных устройств от воздействия мощных помех. Возможность работы с высокими пиковыми токами, привлекательная цена и компактные размеры позволяют применять их в широком спектре приложений — от промышленного оборудования до бытовой техники. Обширная линейка варисторов производства компании Littelfuse позволяет показать преимущества этих изделий и дать некоторые рекомендации по их выбору. Электронные устройства в процессе работы неизбежно сталкиваются с электромагнитными помехами. Источниками помех могут быть электростатические разряды, коммутации электродвигателей, молнии, высокочастотные коммутации импульсных преобразователей и так далее.
Общие принципы выбора варисторов для защиты от импульсных напряжений
Что такое варистор и для чего он применяется, рассмотрен принцип действия варистров, их вольт-амперная характеристика, приведены основные параметры варисторов отечественного производства, а также параметры для дисковых варисторов серии TVR. Как выглядит из себя варистор который применяется в бытовой радиоаппаратуре, а также внешний вид мощных варистров. Варисторы , Varistors название образовано от двух слов Variable Resistors — изменяющиеся сопротивления — это полупроводниковые металлооксидные или оксидноцинковые резисторы, обладающие свойством резко уменьшать свое сопротивление с МОм до десятков Ом при увеличении на них напряжения выше пороговой величины. В этом случае сопротивление становится тем меньше, чем больше действует напряжение. Типичная вольт-амперная характеристика варистора имеет резко выраженную нелинейную симметричную форму рисунок 1 , то есть он может работать и на переменном напряжении. Варисторы подсоединяют параллельно нагрузке, и при броске входного напряжения основной ток помехи протекает через них, а не через аппаратуру. Таким образом, варисторы рассеивают энергию помехи в виде тепла.
Области применения варисторов Параллельное и последовательное подсоединение варисторов Последовательное подсоединение .
Варисторы EPCOS
V RMS — максимально допустимое действующее переменное среднеквадратичное напряжение;. V DC — максимально допустимое действующее постоянное напряжение;. W max — максимально допустимая поглощаемая энергия;.
Как подобрать аналог варистора
ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Варистор, супрессор (TVS-диод) проверить напряжение открытия. Varistor, suppressorВаристор является пассивным двухвыводным, твердотельным полупроводниковым прибором, который используется для обеспечения защиты электрических и электронных схем. В отличие от плавкого предохранителя или автоматического выключателя, которые обеспечивают защиту по току, варистор обеспечивает защиту от перенапряжения с помощью стабилизации напряжения подобно стабилитрону. Его буквальный перевод с английского Переменный Резистор может немного ввести в заблуждения — сравнивая его с потенциометром или реостатом. Но, в отличие от потенциометра, сопротивление которого может быть изменено вручную, варистор меняет свое сопротивления автоматически с изменением напряжения на его контактах, что делает его сопротивление зависимым от напряжения, другими словами его можно охарактеризовать как нелинейный резистор. В настоящее время резистивный элемент варистора изготавливают из полупроводникового материала.
Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим.
Варистор принцип работы
Резистор, транзистор , тиристор, стабистор. Рассмотрим ещё один компонент электронных схем. Он называется варистор и представляет собой резистор , сопротивление которого меняется в зависимости от величины подаваемого напряжения. Varistor Variable Resistor так и переводится — изменяющееся сопротивление. А вот так варистор обозначается на принципиальных схемах. Английская буква U рядом с наклонной чертой указывает на то, что сопротивление электронного компонента зависит от напряжения. На схемах варистор обычно маркируется двумя буквами RU , а после них ставиться порядковый номер варистора в схеме 1, 2,
Варисторы — принцип работы, типы и применение
Работоспособность и долговечность бытовой электротехники зависят от качества получаемой электроэнергии. Как правило, к выходу из строя электронной техники, будь то холодильники, телевизоры или стиральные машины, приводит повышение напряжения выше допустимых пределов. Наиболее опасно длительное повышение напряжения выше допустимой отметки. При этом выходят из строя блоки питания электронной техники, перегреваются обмотки электродвигателей, нередко происходит возгорание.
Устройство для защиты от перенапряжений
Полезная модель относится к высоковольтной технике, а именно к устройствам для защиты электроустановок от грозовых и внутренних перенапряжений и может быть использована преимущественно в ограничителях перенапряжений нелинейных. Заявленное решение обеспечивает повышение надежности работы устройства, увеличение срока службы и сокращение габаритных размеров его, за счет того, что устройство для защиты от перенапряжений, содержит подключенные между защищаемым объектом и землей, высоконелинейные варисторы, а также коммутаторы, шунтирующие часть высоконелинейных варисторов, при этом часть высоконелинейных варисторов и коммутаторы, объединены в блоки с электрическими соединениями и изолирующими шайбами, обеспечивающими под рабочим напряжением последовательное соединение всех высоконелинейных варисторов и шунтирование части высоконелинейных варисторов коммутаторами в режиме перенапряжения, при этом все блоки установлены в одну колонку с незашунтированной частью высоконелинейных варисторов установленную в изоляционном корпусе. 2 илл.
Заявленное решение относится к высоковольтной технике, а именно к устройствам для защиты электроустановок от грозовых и внутренних перенапряжений и может быть использовано преимущественно в ограничителях перенапряжений нелинейных (ОПН), содержащих колонку последовательно соединенных нелинейных резисторов (варисторов) с высоким коэффициентом нелинейности.
В настоящее время является актуальным разработка ОПН со сниженным уровнем ограничения перенапряжения. Это связано с тем, что состояние высоковольтного энергетического оборудования в Российской Федерации характеризуется высокой степенью его изношенности. В частности уровни электрической прочности изоляции силовых трансформаторов на многих подстанциях снижены на (10-20%). Поскольку современное состояние экономики и электротехнической промышленности не позволяет в массовом порядке проводить ремонты и замены высоковольтного оборудования электрических станций и подстанций, то применение защитных аппаратов со сниженным уровнем ограничения перенапряжений является вполне актуальной проблемой.
Известны конструкции устройств для защиты от перенапряжений, в которых достигается снижение уровня остающегося напряжения за счет включения параллельно части нелинейных резисторов искровых промежутков (см., например, патент 2009596, 1992.04.30, патентообладатели Бронников В.И., Паин А.А., Сметанин В.Н.).
Данное устройство содержит подключенные между защищаемым объектом и землей соединенные последовательно нелинейные резисторы, а также искровые промежутки, шунтирующие часть нелинейных резисторов. При этом параллельно части нелинейных резисторов подключены пары последовательно включенных искровых промежутков, параллельно одному из которых в каждой паре включены последовательно соединенные резистор и цепочка из параллельно соединенных друг с другом коммутатора и конденсатора, общая точка которых соединена через другое сопротивление с нелинейным резистором, причем отношение сопротивлений нелинейных резисторов пропорционально отношению пробивных напряжений шунтирующих их искровых промежутков.
В данном устройстве при различных видах перенапряжений обеспечиваются различные режимы работы. При воздействии длительных перенапряжений с малыми токами искровые промежутки не пробиваются, при этом в электрическую цепь протекания тока включены все последовательно соединенные нелинейные резисторы. В режиме протекания больших импульсных токов при коммутационных или грозовых перенапряжениях искровые промежутки пробиваются, и часть нелинейных резисторов шунтируется ими. При этом указанная часть резисторов оказывается не включенной в электрическую цепь протекания тока, вследствие чего остающееся напряжение уменьшается пропорционально числу отключенных резисторов.
Недостатком данного решения является недостаточно эффективное использование входящих в его состав нелинейных резисторов, поскольку не во всех режимах работы устройства используется вся совокупность нелинейных резисторов.
Наиболее близким к заявленному, взятым за прототип, является конструкция устройства для защиты от перенапряжений, содержащая подключенную между защищаемым объектом и землей, колонку высоконелинейные варисторов, а также коммутаторы, шунтирующие часть высоконелинейных варисторов. Шунтирование части варисторов при перенапряжениях позволяет обеспечить более глубокое ограничение грозовых и внутренних перенапряжений, например ОПНИ-500 У 1 (А.И.Афанасьев, И.М.Богатенков, Н.И.Фейзуллаев. Аппараты для ограничения перенапряжений в высоковольтных сетях: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. с 103, рис.3.14, д, рис.3.17, д.) Данное устройство состоит из двух, рядом стоящих, конструкций, представляющих собой фарфоровые покрышки — основной конструкции и искровой приставки. Внутри основной конструкции помещена колонка последовательно соединенных варисторов, часть которых через высоковольтный вывод на боковой поверхности и перемычку соединена с искровой приставкой, внутри которой помещены последовательно соединенные коммутаторы в виде искровых промежутков. При воздействии рабочего напряжения через варисторы протекает малый ток, падения напряжения на нижней части колонки варисторов недостаточно для пробоя искровых промежутков элемента. При этом в последовательную электрическую цепь протекания тока включены все варисторы. В режиме протекания больших токов, при грозовых и внутренних перенапряжениях, падение напряжения на нижней части колонки варисторов резко возрастает. Искровые промежутки пробиваются и шунтируют нижнюю часть колонки варисторов. При этом большой ток в режиме перенапряжения течет через верхнюю часть колонки варисторов, перемычку и пробившиеся искровые промежутки на землю, минуя варисторы нижней части колонки, вследствие чего остающееся напряжение уменьшается пропорционально числу отключенных варисторов.
Недостатками данной конструкции является, во-первых, значительные габаритные размеры, обусловленные наличием отдельностоящей искровой приставки и необходимость выполнения высоковольтного вывода на боковой поверхности основной конструкции.
Во-вторых, наиболее существенным недостатком является значительное ухудшение распределения напряженности электрического поля вдоль колонки варисторов из-за наличия дополнительных паразитных емкостей между варисторами основной конструкции и искровыми промежутками приставки, расположенной в зоне высоковольтного электрического поля основной конструкции. В результате на группе варисторов, расположенной в зоне наибольшей напряженности электрического поля, наводится дополнительное напряжение в сумме превышающее наибольшее длительно допустимое напряжение, т.е. нарушается режим «напряжение-время», что приводит к увеличению тепловой нагрузки данной группы варисторов и в результате сокращается срок службы всего аппарата. Как показывают расчеты по методике [Электрические аппараты высокого напряжения: Учебное пособие для вузов Г.Н.Александров, В.В.Борисов, В.Л.Иванов и др.; Под ред. Г.Н.Александрова. Л: Энергоатомиздат, 1989 г. 344 с. Демьяненко К.Б., Сергеев А.С. Исследование стабильности высоконелинейных оксидно-цинковых резисторов при воздействии длительно приложенного напряжения промышленной частоты. Электротехника. 1984 г. 9. с.25-28.] из-за увеличения тепловой нагрузки и, как следствие, увеличения температуры данной группы варисторов по сравнению с окружающей средой, например в 2 раза (с 20°С до 40°С), приводит к сокращению срока службы аппарата более чем в 4 раза. Анализ распределения напряженности электрического поля проводился в программе COMSOL Multiphysics v3.4 и показал, что неравномерность распределения напряженности электрического поля вдоль колонки варисторов с искровой приставкой доходит до 30%, что превышает допустимые значения, т.к. по ГОСТ Р 52725-2007 неравномерность распределения напряженности электрического поля должна быть не более 15%. Ухудшение распределения напряженности электрического поля по колонке варисторов основного элемента в процессе длительной эксплуатации под рабочим напряжением приводит к ухудшению изоляции, и к снижению уровня защитных характеристик ограничителя. В этом случае существует реальная угроза выхода из строя трансформатора, замена которого является дорогостоящей и сложной операцией, поскольку стоимость одного трансформатора может достигать нескольких тысяч евро и, соответственно, к уменьшению срока службы ограничителя.
Задачей заявляемого решения является повышение надежности работы устройства, увеличение срока службы и сокращение габаритных размеров.
Поставленная цель достигается за счет того, что в известном устройстве для защиты от перенапряжений, содержащем колонку последовательно соединенных высоконелинейных варисторов, а также коммутаторы, шунтирующие часть высоконелинейных варисторов, зашунтированная часть высоконелинейных варисторов конструктивно разделена на отдельные блоки, состоящие из варистора, коммутатора, изолирующей шайбы и электрических соединений, обеспечивающих шунтирование варистора коммутатором и последовательное соединение всех блоков, при этом все блоки установлены в одну колонку с незашунтированной частью высоконелинейных варисторов, установленную в изоляционном корпусе.
Достижение указанных технических результатов обеспечивается за счет того, что разбиение зашунтированной части конструкции на блоки высоконелинейных варисторов и коммутаторов с электрическими соединениями и изолирующими шайбами обеспечивает достижение максимального уменьшения разности потенциалов на элементах зашунтированной части конструкции и, как следствие, исключения коронных разрядов, а конструктивное объединение всех групп в одну колонну обеспечивает уменьшение неравномерности распределения напряженности электрического поля вдоль колонки варисторов и коммутаторов, так по расчетам — неравномерность распределения напряженности электрического поля в заявленной конструкции не превышает 12%.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявленном устройстве новым является разбиение зашунтированной части конструкции на блоки, состоящие из высоконелинейных варисторов и коммутаторов с электрическими соединениями и изолирующими шайбами, а также то, что все блоки конструктивно установлены в одну колонку с высоконелинейными варисторами.
Заявленная совокупность признаков не известна заявителю из доступных источников информации, что позволяет сделать вывод о том, что заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».
Анализ известных устройств показал, что заявленное решение за счет наличия новых конструктивных связей и, как следствие, возможности уменьшения неравномерности распределения напряженности электрического поля вдоль колонки варисторов и коммутаторов с одновременным сохранением уровня защиты, позволило получить принципиально новую конструкцию устройства для защиты от перенапряжений, не применявшегося ранее и обеспечивающую решение поставленной задачи.
Заявленное решение поясняется прилагаемыми чертежами заявляемой конструкции устройства для защиты от перенапряжений.
фиг.1 — представлен общий вид устройства для защиты от перенапряжений;
фиг.2 — представлен разрез устройства в области зашунтированных варисторов;
Заявленная конструкция устройства содержит подключенные между защищаемым объектом и землей последовательно соединенные варисторы 1 и, объединенные в отдельные блоки, варисторы 2, зашунтированные через перемычки 5 коммутаторами 3, выполненными на базе искровых промежутков с магнитным гашением дуги (далее по тексту «коммутатор»). Количество коммутаторов 3 и зашунтированных ими варисторов 2 зависит от необходимого уровня снижения напряжения ограничения. Для максимального уменьшения разности потенциалов на элементах зашунтированной части конструкции и, как следствие, уменьшение коронных разрядов, вся зашунтированная часть конструкции разбита на блоки. Каждый блок состоит из варистора 2, коммутатора 3, изоляционной шайбы 4 и перемычки 5, обеспечивающей шунтирование варистора 2 коммутатором 3. Все блоки конструктивно объединены в одну колонку, размещенную в стеклопластиковой трубе 7, и фарфоровом изоляторе 8. Таким образом, максимальное напряжение между любыми, рядом стоящими, элементами зашунтированной части конструкции не превышает рабочего напряжения и напряжения ограничения на варисторе 2.
Предлагаемая конструкция работает следующим образом:
При воздействии рабочего напряжения через варисторы протекает незначительный ток, падение напряжения, на варисторах 2 недостаточно для пробоя коммутаторов 3, при этом в последовательную электрическую цепь протекания тока включены все резисторы 1 и резисторы 2 соединенные перемычками 6. В режиме протекания больших токов, при грозовых и внутренних перенапряжениях, падение напряжения на варисторах 2 резко возрастает, коммутаторы 3 пробиваются и через перемычки 5 шунтируют варисторы 2, при этом большой ток в режиме перенапряжения течет через варисторы 1, перемычки 5 и пробившиеся коммутаторы 3 на землю, минуя варисторы 2, вследствие чего остающееся напряжение уменьшается пропорционально числу отключенных варисторов 2. Параметры коммутаторов 3 и варисторов 1, 2 подобраны с таким расчетом, чтобы обеспечить выполнение требований ГОСТ 16357-83 в части дугогашения и требований ГОСТ Р 52725-2007 в полном объеме.
Анализ распределения напряженности электрического поля проведенного в программе COMSOL Multiphysics v3.4 показал, что неравномерность распределения напряженности электрического поля вдоль колонки варисторов и коммутаторов не превышает 12%.(аналогичный параметр прототипа — 30%, требование ГОСТ Р 52725-2007 не более 15%).
Выполнение требований выше перечисленных ГОСТов подтверждено протоколами испытаний опытных образцов предлагаемого устройства. Кроме того, предлагаемая конструкция обладает рядом дополнительных преимуществ:
1. Достигнута возможность размещения всех компонентов в стандартной покрышке без изменения существующей конструкции взрывного канала и клапанов сброса давления.
2. Монтажные, габаритные и весовые параметры не отличаются от параметров обычного ограничителя.
Реализация заявленного решения позволит существенно продлить срок эксплуатации силового высоковольтного оборудования, длительное время находившегося в эксплуатации. Применение ограничителей, обеспечивающих более глубокое по сравнению со стандартной защитной аппаратурой ограничение перенапряжений, является для современных условий экономически оправданным решением. В связи с этим разработка новых ограничителей перенапряжений, обладающих указанным свойством, даже при некотором усложнении их конструкции является целесообразной.
Экономическая эффективность использования предлагаемого технического решения обусловлена значительным упрощением конструкции, исключением ручных операций и снижением аварийности защищаемого дорогостоящего высоковольтного оборудования (трансформаторов, высоковольтных двигателей и т.д.).
Устройство для защиты от перенапряжений, содержащее установленную в изоляционном корпусе колонку последовательно соединенных высоконелинейных варисторов, а также коммутаторы, шунтирующие часть высоконелинейных варисторов, отличающееся тем, что зашунтированная часть высоконелинейных варисторов конструктивно разделена на отдельные блоки, состоящие из варистора, коммутатора, изолирующей шайбы и электрических соединений, обеспечивающих шунтированиие варистора коммутатором и последовательное соединение всех блоков, при этом все блоки установлены в одну колонку с незашунтированной частью высоконелинейных варисторов.
Резистор. Нелинейные резисторы | Для дома, для семьи
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем тему о резисторах. Во второй части статьи мы рассмотрели резисторы переменного сопротивления, а в этой заключительной части познакомимся с нелинейными резисторами.
Нелинейные резисторы относятся к классу саморегулирующихся резисторов, изменяющих свое сопротивление под воздействием внешних электрических или неэлектрических факторов. Благодаря своим специфическим качествам нелинейные резисторы применяются в схемах автоматики, схемах защиты от перенапряжений, в устройствах контроля и регулирования различных величин, в качестве датчиков в измерительных приборах и т.д.
Нелинейными называются резисторы, для которых не выполняется линейная зависимость между током и приложенным к ним напряжением. Наиболее широкое применение в электронике и электротехнике нашли варисторы, терморезисторы, фоторезисторы и тензорезисторы.
1. Тензорезисторы.
Тензорезистор – это резистор, деформация которого вызывает изменение его электрического сопротивления. Тензорезисторы широко применяются в качестве чувствительных элементов тензометрических датчиков, используемых для измерения деформаций, внутренних усилий, перемещений, биений, крутящих моментов, давления и др.
В основе принципа работы тензорезистора лежит явление тензоэффекта, заключающееся в изменении электрического сопротивления проводника при его растяжении или сжатии, изгибе, кручении и сдвига. Однако чаще всего рассматривают линейную деформацию растяжения или сжатия. На рисунке показан тензодатчик, применяемый в конвейерных весах для измерения веса материала.
Тензорезистор представляет собой проводник, выполненный в виде плоской петлеобразной обмотки прямоугольной формы (решетки), к концам которой припаяны (приварены) выводы из медного провода, предназначенные для включения тензорезистора в электрическую цепь. Решетка с помощью специального клея закрепляется на тонкой прямоугольной полоске из бумаги, клеевой или лаковой пленки, служащей для решетки подложкой. С помощью подложки тензорезистор крепится к поверхности тензодатчика или исследуемого объекта.
Проводники для тензорезисторов изготавливают из специальной константановой микропроволоки толщиной 0,025…0,035 мм, тонкой фольги из медноникелевого сплава толщиной 0,01…0,02 мм или же напыляются методом фототравления для получения плёнки металла.
Принцип работы тензорезистора достаточно прост. Для проведения измерений тензорезистор приклеивают к исследуемому объекту, благодаря чему деформация устройства практически точно воспринимается решеткой тензорезистора. В процессе измерения исследуемый объект деформируется, соответственно, и решетка тензорезистора испытывает деформацию растяжения или сжатия, отчего меняется ее поперечное сечение, а значит, и сопротивление.
Отечественной промышленностью выпускаются проволочные, фольговые и полупроводниковые тензорезисторы. На рисунке показан внешний вид фольговых тензорезисторов типа ТКФ, 2ФКП.
На следующем рисунке показан фольговый тензорезистор для измерения трех компонент деформации.
Основными параметрами тензорезисторов являются:
1. Коэффициент тензочувствительности (чувствительность тензорезистора) — характеризует интенсивность изменения сопротивления проводника в зависимости от воздействующей деформации.
2. Номинальное сопротивление, R (Ом) – значение активного сопротивления чувствительного элемента (решетки) тензорезистора. Тензорезисторы выпускаются с номинальным сопротивлением 10…1000 Ом и наиболее распространенными являются величиной 120, 200, 350, 400, 1000 Ом.
3. Предельная деформация, Ɛmax (%) – наибольшее значение деформации в мкм/м (или в %), в отношении которой завод-изготовитель гарантирует надежную работу тензорезистора.
4. Ползучесть, % (ч) – проявляется в виде изменения выходного сигнала при заданном и неизменном значении деформации. Причиной ползучести является упругое несовершенство подложки и клея. Обычно ползучесть тензорезисторов не превышает 0,5 — 1% за первый час после приклеивания и соответственно 1 – 1,5% за 6 часов.
На принципиальных схемах тензорезисторы обозначают основным символом резистора и знаком нелинейного саморегулирования с буквой «Р», обозначающей механическое усилие – давление.
Измерение деформации с помощью тензорезистивных преобразователей является одним из самых сложных в технике электрических измерений из-за малого диапазона изменения сопротивления тензорезистора при воздействии деформации. Изменение сопротивления 100-омного датчика составляет около 0,0002 Ом на деформацию в 1 мкм/м, поэтому для преобразования таких малых изменений питающее напряжение к тензорезистору подводят через мостовую схему, где тензорезистор может быть включен в одно из плеч моста, либо в два плеча, либо мостовая цепь составляется целиком из тензорезисторов.
В зависимости от количества тензорезисторов, включаемых в измерительный мост, возможны три модификации мостовой схемы: «четверть моста», «полумост» и «полный мост».
Тензорезисторы обычно выносятся за пределы измерительного устройства и располагаются на исследуемом объекте, тогда как резисторы, дополняющие мост, как правило, расположены в измерительном устройстве.
2. Терморезисторы.
Терморезистором называют полупроводниковый резистор, сопротивление которого изменяется под действием температуры. Резистивный элемент таких резисторов выполнен из полупроводниковых материалов на основе окислов металлов.
Терморезисторы используются для температурной компенсации различных электрических цепей, стабилизации токов и напряжений, в качестве датчиков контроля температуры, в автоматике для регулирования и измерения температуры, в измерителях мощности и т.д.
Основными параметрами терморезисторов является номинальное сопротивление, изменяющееся при определенной температуре, и температурный коэффициент сопротивления (ТКС), показывающий на какую величину изменяется сопротивление резистора при изменении температуры на 1°С. Также учитывают тепловую инерцию, которая характеризуется постоянной времени, т.е. промежутком времени, в течение которого сопротивление резистора изменится на 63°С при перенесении его из воздушной среды с температурой 0°С в воздушную среду с температурой 100°С.
В зависимости изменения сопротивления от температуры терморезисторы изготавливают с отрицательным и положительным ТКС. Терморезисторы с отрицательным ТКС называют термисторами (NTC), а с положительным – позисторами (PTC). При повышении температуры сопротивление термистора уменьшается, а сопротивление позистора увеличивается.
Нагрев терморезистора осуществляют прямым или косвенным способом.
При прямом нагреве сопротивление резистора изменяется под действием окружающего воздуха или непосредственно проходящим через резистор током. Терморезисторы с прямым нагревом используются для измерения температуры, температурной компенсации положительного ТКС различных электрических цепей, стабилизации токов и напряжений, в качестве предохранителей в схемах защиты от перегрузок по току и напряжению, в качестве переключателей в пусковых устройствах.
Отечественная промышленность выпускает термисторы серии КМТ, ММТ, СТ1-2, СТ1-17, СТ3-6, СТ4-2, ПТ1, ПТ3, ТР1 — ТР4, ТП и т.д., а также позисторы серии СТ5-1, СТ6-1А, СТ10-1, СТ11-1Г, СТ14-3, СТ15-2-220В и т.д.
При косвенном нагреве изменение сопротивления происходит под действием тепла, выделяемого специальным нагревателем. В резисторах косвенного нагрева резистивный и нагревательный элементы размещены в одном корпусе, но гальванически разделены друг от друга. Нагревательным элементом задается температура резистивного элемента и, тем самым, изменяется сопротивление терморезистора. Терморезисторы косвенного нагрева используются в качестве переменного резистора, управляемого напряжением, приложенным к нагревательному элементу терморезистора.
Отечественной промышленностью выпускаются резисторы косвенного нагрева серии ТКП-20, ТКПМ-20, ТКП-50, ТКПМ-50, ТКП-300А, ТКПМ-300А, СТ1-21, СТ1-30, СТ1-31, СТ3-21, СТ3-27, СТ3-31, СТ3-33 и т.д.
На принципиальных схемах терморезисторы изображают в виде нелинейного резистора со знаком температуры «t°». Условное изображение терморезистора косвенного нагрева обозначается с дополнительным символом подогревателя в виде перевернутой латинской буквой «U».
3. Варисторы.
Варистором называют полупроводниковый резистор, обладающий свойством уменьшения сопротивления полупроводника при увеличении приложенного напряжения.
Варисторы обладают высоким омическим сопротивлением, составляющим сотни мегаом, и включаются в электрическую цепь параллельно питающему напряжению и нагрузке. Они работают в диапазоне напряжений от 4 до 1500 В постоянного или переменного тока и рассчитаны на определенное рабочее напряжение.
Варисторы применяются для защиты электрооборудования от импульсных напряжений и используются в маломощных стабилизаторах, системах автоматической регулировки усиления, в схемах защиты от перегрузок и т.п. Принцип действия варистора заключается в его способности мгновенно понижать свое сопротивление при увеличении или скачках питающего напряжения, а затем также мгновенно его восстанавливать при возвращении напряжения на первоначальный уровень.
Работает варистор следующим образом: в обычном режиме (при отсутствии скачков напряжения) он находится под действием питающего напряжения защищаемого оборудования и проходящий ток через варистор очень мал (менее 1 мА) и варистор никак не влияет на работу защищаемого оборудования.
При скачке питающего напряжения варистор резко уменьшает свое сопротивление до нескольких ом и шунтирует нагрузку, пропуская весь пиковый ток через себя. При этом поглощаемая варистором энергия скачков напряжения рассеивается в виде теплового излучения, и в этот момент через варистор могут кратковременно протекать токи в десятки или тысячи ампер.
Так как варистор обладает большим быстродействием (не более 25 нс), то после прекращения скачков напряжения он быстро восстанавливает свое сопротивление до номинального значения и питающее напряжение опять поступает на оборудование.
При длительном воздействии повышенным напряжением варистор может перегреться и выйти из строя из-за превышения максимально допустимого тока. Геометрические размеры и мощность варистора играют значительную роль, так как общая площадь его поверхности имеет пропорциональное влияние на эффективность рассеивания энергии бросков напряжения и удержание пиковых токов нагрузки без угрозы быть поврежденным. Поэтому на корпусе зарубежных и некоторых отечественных варисторов помимо рабочего напряжения указывают его диаметр в миллиметрах:
Но все же полную информацию о варисторе необходимо смотреть на сайте производителя или в сопроводительной документации, так как производители маркируют их с небольшим отличием.
Основные параметры варисторов:
1. Номинальное рабочее напряжение, Un – классификационное напряжение, при котором через варистор протекает ток 1мА.
2. Максимально допустимое переменное Um~ и постоянное Um= напряжение – величина, при которой варистор включается в работу.
3. Напряжение ограничения — максимальное напряжение между выводами варистора, воздействующее на защищаемое электрооборудование в момент шунтирования его варистором.
4. Допустимая поглощаемая энергия, W (Дж) при воздействии одиночного импульса. От этой величины зависит, как долго может действовать перегрузка с максимальной мощностью без опасности повредить варистор.
5. Емкость, Со, измеренная в закрытом состоянии. При работе ее значение зависит от приложенного напряжения. Когда варистор пропускает пиковый ток, величина емкости падает до нуля.
Расчет рабочего режима варистора сводится к оптимальному выбору значения его классификационного напряжения и допустимой энергии рассеивания. Для ориентировочных расчетов рекомендуется, чтобы рабочее переменное напряжение не превышало Uвх ≤ 0,6Un, а рабочее постоянное напряжение не превышало Uвх ≤ 0,85Un.
Для сети с напряжением 220В 50Гц используют варисторы с классификационным напряжением не ниже 380…430В. Для варистора с классификационным напряжением 430 В при импульсе тока 100 А напряжение будет ограничено на уровне около 600 В.
Для повышения рассеиваемой мощности варисторы включают последовательно или параллельно. При последовательном включении через варисторы протекает одинаковый ток, а общее напряжение разделяется пропорционально их сопротивлениям. В этих же соотношениях разделяется поглощаемая энергия.
При параллельном включении используется последовательно-параллельная схема включения варисторов: варисторы последовательно собираются в столбы, а столбы соединяются параллельно. Затем подбором варисторов добиваются совпадения ВАХ столбов варисторов.
На принципиальных схемах варистор обозначается в виде нелинейного резистора с латинской буквой «U» у излома знака саморегулирования.
Из советских и российских наибольшее применение нашли варисторы серии СН1 (устарели и не выпускаются), СН2 и ВР-1, а из зарубежных, варисторы серии FNR, CNR, TWR, JVR, WMR, HEL, MYG и т.д.
Отечественные варисторы изготавливаются в виде дисков толщиной до 10 мм (в зависимости от классификационного напряжения) и маркируются буквенным и цифровым кодом. Варисторы СН2-1 и ВР-1 имеют проволочные однонаправленные выводы диаметром 0,8 мм (варисторы СН2-1 варианта «в» имеют выводы диаметром 0,6 мм). Варисторы СН2-2 вариант «А» имеют штуцерные выводы с резьбой М5, вариант «Б» имеет массивные выводы, переходящие в шпильки с резьбой М5, вариант «Г» имеет массивные дисковые выводы с резьбой М5, а варианты «В» и «Д» имеют контактные поверхности, покрытые серебром.
Маркировка отечественных варисторов:
1. Две первые буквы СН и ВР указывают, что это варистор.
2. Цифра сразу после букв обозначает материал, из которого сделан варистор: СН2 – оксидноцинковые, ВР-1 — оксидноцинковые.
3. Вторая цифра, написанная через дефис, обозначает тип варистора (1 – дисковые варисторы, 2 – силовые варисторы). У варисторов ВР вторая цифра является типоразмером (габариты).
4. Буква сразу после второй цифры указывает на вариант варистора (а–д – проволочные выводы; А–Д – силовые выводы).
5. Третье число является номинальным напряжением (в вольтах).
6. Четвертое число обозначает допускаемое отклонение от номинального напряжения (в процентах).
Примеры маркировки:
СН2-1а 430В ±10% — оксидноцинковый варистор, дисковый, с проволочными выводами, номинальным напряжением 430 В с допускаемым отклонением ±10%.
ВР-1-1 22В ±10% — оксидноцинковый варистор, дисковый, с проволочными выводами, номинальным напряжением 22 В с допускаемым отклонением ±10%.
Примеры маркировки зарубежных варисторов:
FNR 14 K471:
FNR – серия или название производителя;
14 — диаметр варистора 14 мм;
K – допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%;
471 – рабочее напряжение 470 В – смотри цифровая маркировка резисторов.
CNR 07D 390K:
CNR — серия или название производителя;
07— диаметр варистора 7мм;
D – дисковый;
390 — рабочее напряжение 39 В;
K – допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%.
271 KD 14:
271 — рабочее напряжение 270 В;
K — допускаемое отклонение от номинального напряжения ±10%;
D – дисковый;
14 — диаметр варистора 14 мм.
4. Фоторезисторы.
Фоторезистором называют полупроводниковый фотоэлектрический прибор, электрическое сопротивление которого зависит от освещенности. Фоторезисторы работают в цепях постоянного и переменного тока, и нашли широкое применение в радио и электротехнике. Их применяют в системах фотоэлектрической автоматике и телемеханике, в промышленной и бытовой электронике и вычислительной технике.
Принцип действия фоторезистора основан на эффекте фотопроводимости полупроводника при его освещении. В результате поглощения полупроводником лучистой энергии образуется дополнительное количество подвижных носителей заряда, вследствие чего улучшается электропроводность полупроводника и, как следствие, уменьшается сопротивление, т.е. возникает дополнительная проводимость, называемая фотопроводностью полупроводника.
Если поверхность полупроводника освещать непрерывно, то его сопротивление снижается, и через фоторезистор начинает течь световой ток. После прекращения освещения восстанавливается прежняя величина проводимости и через неосвещенный фоторезистор течет малый ток, называемый темновым. Разность между световым и темновым током называют фототоком.
Более удобно пользоваться понятием темновое сопротивление, которое определяется, как сопротивление неосвещенного фоторезистора. Для большинства фоторезисторов указывается именно нижний предел темнового сопротивления, величина которого находится в пределах от десятков килоом до нескольких мегаом.
Фоторезистор состоит из диэлектрической подложки, выполненной из стеклянной или керамической пластины, на поверхность которой нанесен тонкий слой металла из золота, серебра или платины. На поверхность металлов нанесен тонкий слой из специального полупроводника, например, из сульфидов свинца, висмута, кадмия и др., свойства которого и определяют параметры фоторезистора. Подложка и полупроводник образуют светочувствительный элемент, который снабжен гибкими выводами для включения в электрическую цепь и расположен так, чтобы на него мог падать свет.
От внешних воздействий фоторезистор защищает слой лака или эпоксидной смолы, пропускающий свет лишь нужной области спектра, а также пластмассовый или металлический корпус. Свет проникает через окошечко в корпусе, расположенное над полупроводниковым слоем.
Отечественная промышленность выпускает фоторезисторы ФСК, ФСД, ФСА, СФ.
На электрических схемах фоторезисторы обозначаются символом резистора, помещенного в круг, к которому направлены две наклонные параллельные стрелки, символизирующие фотоэлектрический эффект. На некоторых современных отечественных и зарубежных схемах круг указывают не всегда.
К основным параметрам фоторезисторов относятся:
1. Темновое сопротивление, Rт – сопротивление фоторезистора в отсутствии падающего на него излучения в диапазоне его спектральной чувствительности.
2. Световое сопротивление, Rc – сопротивление фоторезистора, измеренное через определенный интервал времени после начала воздействия излучения, создающего на нем освещенность заданного значения.
3. Рабочее напряжение, Uраб – постоянное напряжение, приложенное к фоторезистору, при котором обеспечиваются номинальные параметры при длительной его работе в заданных эксплуатационных условиях (гарантирующее продолжительную работу фоторезистора).
4. Удельная чувствительность – отношение фототока к произведению величины падающего на фоторезистор светового потока и приложенного к нему напряжения.
5. Интегральная чувствительность – определяется как отношение разности токов при освещении и темнового к световому потоку, падающего на резистор при номинальном значении напряжения. Ее величина лежит в пределах от 1000 до 5000 мкА/(лм•В).
Кроме указанных параметров, фоторезистор характеризуется также максимальным рабочим напряжением, номинальной мощностью, относительным изменением сопротивления, временем спада фототока при затемнении, а также спектральными характеристиками, показывающими, в какой части спектра фоторезистор имеет наибольшую чувствительность.
Вот и все, что хотел коротко рассказать о нелинейных резисторах.
Удачи!
Литература:
1. В. А. Волгов – «Детали и узлы радио-электронной аппаратуры», Энергия, Москва 1977 г.
2. Ю. А. Овечкин – «Полупроводниковые приборы», Москва «Высшая школа» 1979 г.
3. В. В. Фролов – «Язык радиосхем», Москва «Радио и связь», 1988 г.
4. И. Б. Бондаренко – «Электрорадиоэлементы. 1 часть. Резисторы», Санкт-Петербург 2012 г.
5. Б. А. Глаговский, И. Д. Пивен – «Электротензометры сопротивления», Энергия, Москва 1964 Ленинград.
6. Е. С. Полищук – «Измерительные преобразователи», Киев, Головное издательство издательского объединения «Вища школа», 1981 г.
7. В. А. Мехеда – «Тензометрический метод измерения деформаций», Самара, Издательство СГАУ, 2011 г.
%28%d0%bf%d0%be%d1%81%d0%bb%d0%b5%d0%b4%d0%be%d0%b2%d0%b0%d1%82%d0%b5%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d0%be%20%d0%b8%d0%bb%d0%b8%20%d0%bf%d0%b0%d1%80%d0%b0%d0%bb%d0%bb%d0%b5%d0%bb%d1%8c%d0%bd%d0%be%29 — с английского на все языки
Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмуртскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский
Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АрмянскийАфрикаансБаскскийБолгарскийВенгерскийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКаталанскийКвеньяКитайскийКлингонскийКорейскийКурдскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийПалиПапьяментоПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийУдмуртскийУйгурскийУкраинскийУрдуФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧешскийЧувашскийШведскийЭрзянскийЭстонскийЯпонский
Состав:
Методическое обеспечение:
Технические характеристики:
Лабораторные работы: 1. Электрические цепи постоянного тока. |
Резистор – что это такое и для чего нужен: виды, принцип работы, расчет сопротивления
Автор Andrey Ku На чтение 22 мин Опубликовано
Что такое резистор
Резистор – это сопротивление. Он является пассивным элементом в цепи и способен только уменьшать ток. Происхождение названия идет от латинского «resisto», что дословно на русском языке означает «сопротивляюсь».
Предназначен проводник для того, чтобы преобразовывать напряжение в силу тока и наоборот, он поглощает часть энергии и ограничивает ток. Основное применение приходится на электрические и электронные устройства.
Справка! Соединение проводников может быть последовательным, параллельным или смешанным.
Также есть два вида полупроводников:
- линейные, сопротивление у которых от тока и напряжения не зависит;
- нелинейные, способные изменить сопротивление в зависимости от значений протекающего тока и напряжения.
Основным параметром резисторов является номинальное напряжение.
Как выглядит
Элементы могут быть проволочные и непроволочные. Последние отлично выполнят свою функцию в высокочастотной цепи, внешний вид и процесс их изготовления отличаются. Различают резисторы общего применения и специального. Первые не превышают 10 мегаом, а вторые способны работать под напряжением 600 вольт и выше. Внешним видом они тоже отличаются. На фото ниже легко увидеть разницу и понять, как выглядит резистор.
Разница во внешнем виде и размерах
Из чего состоит
Намотав проволоку на каркас из керамики или прессованного порошка получится проволочный резистор. При этом сама проволока должна быть из нихрома, константана или манганина. Так получится создать полупроводник с высоким удельным сопротивлением.
Непроволочные элементы изготовлены на основе диэлектрика из проводящих смесей и пленок. Разделяют тонкослойные и композиционные, но все они имеют повышенную точность и стабильность в работе.
Регулировочные и подстроечные элементы представляют собой кольцевую резистивную пластину по которой движется бегунок. Он скользит по кругу, меняя расстояние точек на резистивном слое, в результате сопротивление меняется. Следует понять, что же делает резистор для прибора.
Для чего используется
Для чего нужен резистор? При помощи этой детали в электрической цепи можно ограничить количество проводимого тока, в результате правильно подобранной детали легко получить необходимую величину. Чем выше сопротивление, тем ниже будет на выходе сила тока, при условии стабильного напряжения.
Как работают резисторы понять легко, они могут использоваться в качестве преобразователя напряжения в ток и наоборот, в измерительных аппаратах их применяют для деления напряжения, а также они могут понизить или полностью устранить радиопомехи.
Обозначение на схемах
В России и Европе резистор на схеме обозначаются прямоугольником, размерами 4*10мм. Для определения значений сопротивления есть условные обозначения. Постоянный элемент на схеме обозначается следующим образом:
Обозночения постоянных элементов на схеме
Переменные, в том числе подстроечные, а также нелинейные следующим образом:
Обозначения переменных проводников
Важно! Всегда есть погрешность в заявленном производителем сопротивлении, она обозначается с помощью букв и цифр в процентном выражении.
Виды резисторов
Резисторы бывают трех видов:
- Постоянные – величина сопротивления у которых не меняется. Надо отметить, что небольшие изменения все-таки происходят из-за изменения температуры. Но эти изменения не существенны, так как не влияют на работу цепи.
- Переменные – их сопротивление меняется в определенных пределах. Например, реостаты. Когда мы вращаем ручку радиоприемника для изменения звука или перемещаем ползунок, мы меняем сопротивление цепи.
- Подстроечные – меняют величину при помощи винта. Делается это редко, для получения нужных параметров цепи.
Классификация резисторов
Резисторы отличаются не только возможностью регулировать сопротивление. Они могут изготавливаться из разных резистивных материалов, иметь различное количество контактов и иметь другие особенности.
По типу резистивного материала
Элементы могут быть проволочными, непроволочными или металлофольговыми. Высокоомная проволока является признаком проволочного элемента, для ее изготовления используют такие сплавы, как нихром, константан или никелин. Пленки с повышенным удельным сопротивлением являются основой непроволочных элементов. В металлофольговых используется специальная фольга. Теперь выясним из чего состоят резисторы.
Конструкция полупроводника
Непроволочные делятся на тонкослойные и композиционные, толщина первых измеряется в нанометрах, а вторых – в долях миллиметра. Тонкослойные делятся на:
- металлоокисные;
- металлизированные;
- бороуглеродистые;
- металлодиэлектрические;
- углеродистые.
Композиционные в свою очередь подразделяются на объемные и пленочные. Последние могут быть с органическим или неорганическим диэлектриком. Чтобы понять есть ли полярность у резистора следует знать, что стороны у них идентичны.
По назначению сопротивления
Постоянные и переменные полупроводники также имеют некоторые различия в характеристиках. Постоянные делятся на проводники общего и специального назначения. Последние могут быть:
- высокочастотными;
- высоковольтными;
- высокомегаомными;
- прецизионными.
Такие детали используются в точных измерительных приборах, они выделяются особой стабильностью.
Переменные резисторы можно разделить на подстроечные и регулировочные. Последние могут быть с линейной или нелинейной функциональной характеристикой.
По количеству контактов
В зависимости от назначения резистора у него может быть один, два и более контактов. Сами контакты также отличаются, например, у SMD-резисторов это контактная площадка, у проволочных – особого состава проволока. Есть резисторы металлопленочные, с квантовыми точечными контактами, а в переменных они подвижные.
Разное количество контактов на элементах
Другие
Отличаются резисторы формой и типом сопротивления, а также характером зависимости величины сопротивления от напряжения. Описание зависимости величины может быть линейной или нелинейной. Использование элемента простое, емкость указывается на корпусе, минус и плюс не отличаются.
Резисторы могут быть защищены от влаги или нет, корпус может быть лакированным, вакуумным, герметичным, впрессованным в пластик или компаундированным. Нелинейные подразделяются на:
- варисторы;
- магниторезисторы;
- фоторезисторы;
- позисторы;
- тензорезисторы;
- терморезисторы.
Все они выполняют свою определенную функцию, одни меняют сопротивление от температуры, другие от напряжения, третьи от лучистой энергии.
Виды резисторов
Существует множество видов резисторов, которые используются в радио-электронной промышленности. Давайте разберем основные из них.
Постоянные резисторы
Постоянное резисторы выглядят примерно вот так:
Слева мы видим большой зеленый резистор, который рассеивает очень большую мощность. Справа – маленький крохотный SMD резистор, который рассеивает очень маленькую мощность, но при этом отлично выполняет свою функцию. Про то, как определить сопротивление резистора, можно прочитать в статье маркировка резисторов.
Вот так выглядит постоянный резистор на электрических схемах:
Наше отечественное изображение резистора изображают прямоугольником (слева), а заморский вариант (справа), или как говорят – буржуйский, используется в иностранных радиосхемах.
Вот так маркируются мощности на советских резисторах:
Далее мощность маркируется с помощью римских цифр. V – 5 Ватт, X – 10 Ватт, L -50 Ватт и тд.
Какие еще бывают виды резисторов? Давайте рассмотрим самые распространенные:
20 ваттный стекловидный с проволочными выводами, 20 ваттный с монтажными лепестками,30 ваттный в стекловидной эмали, 5 ваттный и 20 ваттный с монтажными лепестками
1, 3, 5 ваттные керамические; 5,10,25, 50 ваттные с кондуктивным теплообменом
2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 ваттные углеродной структуры; SMD резисторы типоразмеров 2010, 1206, 0805, 0603,0402; резисторная SMD сборка, 6,8,10 выводные резисторные сборки для сквозного монтажа, резистор в DIP корпусе
Переменные резисторы
Переменные резисторы выглядят так:
На схемах обозначаются так:
Соответственно отечественный и зарубежный вариант.
А вот и их цоколевка (расположение выводов):
Переменный резистор, который управляет напряжением называется потенциометром, а который управляет силой тока – реостатом. Здесь заложен принцип делителя напряжения и делителя тока соответственно. Различие между потенциометром и реостатом в схеме подключения самого переменного резистора. В схеме с реостатом в переменном резисторе соединяется средний и крайний выводы.
Переменные резисторы, у которых сопротивление можно менять только при помощи отвертки или шестигранного ключика, называются подстроечными переменными резисторами. У них есть специальные пазы для регулировки сопротивления (отмечены красной рамкой):
А вот так обозначаются подстроечные резисторы и их схемы включения в режиме реостата и потенциометра.
Термисторы
Термисторы – это резисторы на основе полупроводниковых материалов. Их сопротивление резко зависит от температуры окружающей среды. Есть такой важный параметр термисторов, как ТКС – тепловой коэффициент сопротивления. Грубо говоря, этот коэффициент показывает на сколько изменится сопротивление термистора при изменении температуры окружающей среды.
Этот коэффициент может быть как отрицательный, так и положительный. Если ТКС отрицательный, то такой термистор называют термистором, а если ТКС положительный, то такой термистор называют позистором. У термисторов при увеличении температуры окружающей среды сопротивление падает. У позисторов с увеличением температуры окружающей среды растет и сопротивление.
Так как термисторы обладают отрицательным коэффициентом (NTC — Negative Temperature Coefficient — отрицательный ТКС), а позисторы положительным коэффициентом (РТС — Positive Temperature Coefficient — положительный ТКС), то и на схемах они будут обозначаться соответствующим образом.
Варисторы
Есть также особый класс резисторов, которые резко изменяют свое сопротивление при увеличении напряжения – это варисторы.
Это свойство варисторов широко используют от защиты перенапряжений в цепи, а также от импульсных скачков напряжения. Допустим у нас “скакануло” напряжение. Все это дело “чухнул” варистор и сразу же резко изменил сопротивление в меньшую сторону. Так как сопротивление варистора стало очень маленьким, то весь электрический ток сразу же начнет протекать через него, тем самым защищая основную цепь радиоэлектронного устройства. При этом варистор берет всю мощность импульса на себя и очень часто платит за это своей жизнью, то его выгорает наглухо
На схемах варисторы обозначаются вот таким образом:
Фоторезисторы
Большой популярностью также пользуются фоторезисторы. Они изменяют свое сопротивление, если на них посветить. В этих целях можно применять как солнечный свет, так и искусственный, например, от фонарика.
На схемах они обозначаются вот таким образом:
Тензорезисторы
Принцип действия их работы основан на растяжении тонких печатных проводников. При растяжении они становятся еще тоньше. Это все равно, что вытягивать жевательную резинку. Чем больше вы ее вытягиваете, тем тоньше она становится. А как вы знаете, чем тоньше проводник, тем бОльшим сопротивлением он обладает.
На схемах тензорезистор выглядит вот так:
Вот анимация работы тензорезистора, позаимствованная с Википедии.
Ну и как вы догадались, тензорезисторы используются в электронных весах, а также в различных датчиках, где применяется какое-либо давление, либо сила.
Принцип работы резистора простым языком
Все электронные приборы состоят из радиодеталей, которые делятся на два больших типа: активные и пассивные.
Активные усиливают электрические сигналы. Слабый сигнал на входе управляет мощным на выходе. В этом случае коэффициент усиления больше единицы.
Резистор относится к пассивному типу деталей, у которого коэффициент усиления меньше единицы.
В советское время резисторы именовали сопротивлениями. В наши дни эти детали называют резисторами. Сделано это потому, что все детали, применяемые в электронике, обладают сопротивлением. Чтобы не путаться, активные сопротивления назвали резисторами.
Все проводники имеют сопротивление, которое считается вредным, так как это приводит к нагреву элемента по которому течет ток. К тому же теряется электрическая мощность. Сопротивление резистора является полезным. Он нагревается и выделяет тепло. На этом принципе работают нагревательные печки и лампы, применяемые в быту.
|Как работает переменный резистор|
Принцип работы переменного резистора
Схема потенциометра
Поворотом ручки меняется длина резистора, и как результат сила тока. На рисунке показан переменный резистор с тремя выводами – потенциометр. Сопротивление между концами 1 и 3 меняется от 0 до максимума, в зависимости от положения ручки. Такая же картина между концами 2 и 3, но наоборот. То есть если сопротивление 1 – 3 растет, 2 – 3 уменьшается. Когда переменный резистор имеет два конца – имеем реостат.
На рисунке показан поворотный переменный резистор. Бывают также ползунковые, где движок перемещается по прямой. Поворотом ручки сопротивление меняется от нуля до максимума. Потенциометры широко применяются в аудиоаппаратуре.
Потенциометр
Потенциометры утапливают в цилиндрические и параллелепипедные корпуса. Внутри корпуса имеется резистивный элемент подковообразной формы. По оси детали выходит металлическая ручка, поворотом которой меняется положение токосъемника, который расположен на противоположном конце.
Пластина токосъемника надежно прижата к резистивному элементу, за счет упругой силы. Ее изготавливают из стали или из бронзы. Напряжение подается на крайние концы потенциометра. За счет вращения ручки, токосъемник скользит по резистивному элементу, меняя напряжение между крайними и средним концами.
На рисунке показан проволочный потенциометр, у которого резистивный слой изготовлен из проволоки. Провод с высоким сопротивлением наматывается на подковообразный каркас. Затем контактная поверхность кольца шлифуется и полируется. Это делается для обеспечения надежности соединения ползунка с проводящим слоем.
Изготавливают также непроволочные потенциометры. В них резистивный слой нанесен на кольцеобразную или прямоугольную основу из изоляционного материала.
Принцип работы подстроечного резистора
После монтажа деталей электронного прибора, обычно его характеристики отличаются от номинальных. Для доводки показателей прибора применяют подстроечные резисторы. В принципе это те же переменные резисторы, но выделенные в отдельную группу, потому что конструктивно отличаются от переменных резисторов. У них нет ручек, вращая которые изменяются. Вместо них отверстия под отвертку шлицевую или прямую.
Подстроечный резистор с крестовиковым шлицом
В процессе работы прибора, через некоторое время, его параметры меняются. Для привидения их к номиналу применяют подстроечные резисторы.
По типу перемещения ползунка бывают подстроечные резисторы с перемещением по прямой и с перемещением по окружности.
Для точной настройки параметров электронного прибора используют подстроечные резисторы с большим числом оборотов. В них изменение сопротивления от минимума до максимума осуществляется за несколько оборотов или даже за десятки оборотов подстроечного вала. В этих резисторах перемещение контакта происходит при помощи червячной передачи.
Принцип работы резистора печки автомобиля
Схема отопителя автомобиля
У обычной ВАЗовской печки четыре скорости. Как видим из рисунка скорость вращения мотора печки зависит от резисторов. Переключатель резисторов является переключателем скоростей отопителя. Для того, чтобы воздух, поступаемый в салон из печки был бы теплым, двигатель должен быть прогрет. Часто водители включают печку для охлаждения двигателя, в случае его перегрева.
Если не нужно нагревать салон автомобиля (в теплое время), то воздух нагнетается в салон напрямую, минуя радиатор печки, через фильтр отопителя. Для этого есть специальная заслонка, которая переключается из салона автомобиля водителем.
Зная схему подключения резистора печки, можно легко заменить это сопротивление, в случае выхода его из строя. Сделать это можно самостоятельно, а не платить большие деньги в автосервисе.
Свойства в теории и практике
Основное свойство этой радиодетали – это сопротивление. Измеряется в омах (Ом).
Разберем для начала понятие активного сопротивления. Оно так называется потому, что есть у всех материалов (даже у сверхпроводников, пусть и 0,00001 Ом). И именно оно является основным у резисторов.
Что говорит теория
В теории у резистора есть постоянное сопротивление, которое на зависит от внешних условий (температуры, давления, напряжения и т.п.).
График зависимости тока от напряжения прямолинеен.
В идеальных и математических условиях у резистора только активное сопротивление. По типам бывают нелинейные и линейные резисторы.
Что на самом деле
На самом у всех резисторов непрямолинейная зависимость тока от напряжения. То есть, его сопротивление тоже зависит от внешних условий, конкретно от температуры.
Конечно, эта зависимость не такая, как у полупроводников, но она есть. И самое главное, у этой радиодетали есть емкость и индуктивность. Помимо активного сопротивления, есть еще и реактивное.
Реактивное сопротивление отличается от активного тем, что оно по разному пропускает электрический ток на разных частотах.
Например, для постоянного тока сопротивление 200 Ом, а если есть высокие значения индуктивности, то на частотах выше 2 кГц, сопротивление будет уже 250 Ом.
Именно поэтому резисторы делаются из разных материалов. Они бывают керамическими, углеродными, проволочными и у них разные допуски и погрешности. SMD деталь обладает меньшей емкостью и индуктивностью, чем DIP.
Еще существует специальные типы резисторов с более выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. Если у обычных резисторов вольт-амперный график чуть-чуть не линейный, то у такого типа деталей он лавинообразный.
У них сопротивление резко зависит от внешних условий, не так. как у обычных:
- Терморезистор. Повышает или понижает сопротивление из-за влияния температуры;
- Варистор. Изменяет свои свойства в зависимости от приложенного напряжения;
- Фоторезистор. Уменьшается сопротивление, если на него действует свет;
- Тензорезистор. При деформировании (сжатии, механических воздействиях) изменяет свое сопротивление.
Кроме того, еще одна особенность активного сопротивления – выделение тепла, когда проходит электрический ток. Когда протекает электрический ток замкнутой цепи, электроны ударяются об атомы. И поэтому выделяется тепло. Тепло измеряется в мощности. Она рассчитывается исходя из напряжения и тока.
Одна из популярных функций резисторов это снижение напряжения и ограничения тока. Например, если через резистор проходит ток 0,25 А и на нем есть падение напряжения 1 В, то мощность, которая будет на нем рассеиваться это 0,25 Вт.
Поэтому, некоторые детали и изменяют свое сопротивление, даже если они не предназначены для этого. Это уже свойства материала. И если резистор сделан из проволоки, то при нагреве она расширяется и ее проводимость ухудшается. Поэтому у деталей есть допуск, который измеряется в процентах.
И из-за этого и существуют резисторы с разной рассеиваемой мощностью. Нельзя ставить резистор 0,125 Вт на место 1 Вт. Он начнет греться, трескаться, чернеть. А потом и сгорит. Потому, что не рассчитан на такую мощность.
Маркировка резисторов.
Обозначения резисторов на схемах различаются в зависимости от страны. В нашей стране можно понять, где обозначен резистор, по прямоугольнику с маркировкой в виде наклонных или вертикальных линий, знаков V или Х, с буквой «R» вверху прямоугольника. На зарубежных (американских) схемах резистор обозначается сплошной линией с несколькими изломами.
Ниже на рисунке видна маркировка резисторов:
Наклонные линии обозначают мощность резистора до 1 Вт. Вертикальные линии и знаки V и X (римские цифры), указывают на мощность резистора в несколько Ватт, в соответствии со значением римской цифры.
Переменный резистор.
Переменный резистор – это резистор, у которого электрическое сопротивление между подвижным контактом и выводами резистивного элемента можно изменять механическим способом.
Переменные резисторы, их также называют реостатами или потенциометрами, предназначены для постепенного регулирования силы тока и напряжения.
Разница в том, что реостат регулирует силу тока в электрической цепи, а потенциометр – напряжение. На радиосхемах переменные резисторы обозначаются прямоугольником с пририсованной к их корпусу стрелочкой.
На схемах цифрами от 1 до 3 указывается расположение выходов резистора.
Регулировать мощность сопротивления переменных резисторов можно с помощью вращения специальной ручки. Те из резисторов, у которых регулировка сопротивления резистора может осуществляться только с помощью отвертки или специального ключа-шестигранника, называются подстроечными переменными резисторами. Выглядят они так:
Подстроечный резистор.
На радиосхемах подстроечные резисторыобозначаются следующим образом:
Чтобы переменный потенциометр использовать в качестве переменного реостата, нужно соединить два вывода между собой.
Термисторы, варисторы и фоторезисторы.
Кроме реостатов и потенциометров есть и другие виды резисторов: термисторы, варисторы и фоторезисторы. Это интересно, но термисторы, в свою очередь, делятся на термисторы и позисторы. Позистор – это термистор, у которого сопротивление возрастает вместе с ростом температуры окружающей среды. У термисторов, наоборот, чем выше температура вокруг, тем меньше сопротивление. Это свойство обозначают как ТКС – тепловой коэффициент сопротивления.
В зависимости от ТКС (отрицательный он или положительный) обозначают на схеме термисторы следующим образом:
Следующий особый класс резисторов – это варисторы. Они изменяют силу сопротивления в зависимости от подаваемого на них напряжения. Ни картинке ниже вы видите, как выглядят варисторы
Зная свойства варистора, можно догадаться, что такой резистор защищает электрическую цепь от перенапряжения. На схемах варисторы обозначаются так:
В зависимости от интенсивности освещения изменяет свое сопротивление еще один вид резисторов – фоторезисторы. Причем не важно, каков источник освещения: искусственный или естественный. Их особенность еще и в том, что ток в них протекает как в одном, так и в другом направлении, то есть еще говорят, что фоторезисторы не имеют p-n перехода. Выглядят фоторезисторы так:
А на схемах изображаются так:
Сегодня невозможно изготовить ни одно, сколько-нибудь функциональное, электронное устройство без резисторов. Они используются везде: от компьютеров до систем охраны.
Обозначения на схемах
На схемах в Европе и СНГ обознается прямоугольником и латинской букой R. Согласно ГОСТу, на отечественных схемах не указывается номинал сопротивления, а только номер детали (R). Однако, если под изображением детали указано число, например 120, оно по умолчанию читается как 120 Ом.
В таблице примеры обозначений детали.
Как измерить сопротивление резистора
Любой резистор обладает сопротивлением. Кто не в курсе, что такое сопротивление и как оно измеряется, в срочном порядке читаем эту статью. Сопротивление измеряется в Омах. Но как же нам узнать сопротивление резистора? Есть прямой и косвенный методы.
Прямой метод он самый простой. Нам нужно взять мультиметр и просто замерять сопротивление резистора. Давайте рассмотрим, как все это выглядит. Я беру мультиметр, выставляю крутилку на измерение сопротивления и цепляюсь к выводам резистора.
Измерение сопротивления
Резистор я брал на 1 кОм. Он мне показал 976 Ом, что в принципе тоже нормально, так как у таких резисторов всегда существует некая погрешность.
Косвенный метод измерения заключается в том, что мы будем рассчитывать сопротивление резистора через закон Ома.
формула сопротивления через закон Ома
Поэтому, чтобы узнать сопротивление резистора, нам надо напряжение на концах резистора поделить на силу тока, которая течет через резистор. Все довольно просто!
Допустим, я хочу узнать сопротивление нити накала лампочки, когда она источает свет. Думаю, некоторые из вас в курсе, что сопротивление холодной вольфрамовой нити и раскаленной – это абсолютно разные сопротивления. Я ведь не смогу измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления раскаленную вольфрамовую нить лампы накаливания, так ведь? Поэтому, нам как нельзя кстати подойдет эта формула.
Давайте же узнаем это на опыте. У меня есть лабораторный блок питания, который показывает сразу напряжение и силу тока, которая течет через нагрузку. Беру лампу, выставляю на блоке питания напряжение, которое написано на самой лампе и подключаю ее к клеммам блока питания.
Лампа накаливания потребление тока
Итак, получается, что на выводах лампы сейчас напряжение 12 Вольт, а ток, который течет в цепи, а следовательно и через лампу 0,71 Ампер.
Получаем, что сопротивление раскаленной нити лампы в данном случае составляет.
Последовательное и параллельное соединение резисторов
Все вышеописанные резисторы можно соединять параллельно или последовательно. При параллельном соединении выводы резисторов соединятся в общих точках.
В этом случае, чтобы узнать общее сопротивление всех резисторов в цепи, достаточно будет воспользоваться формулой, где сопротивление между точками А и В (RAB) и есть то самое R общее:
При последовательном соединении номиналы резисторов просто тупо суммируются
В этом случае
Хорошее видео по теме
Типы включения и примеры использования
Основные типы включения это последовательные и параллельные соединения.
Последовательно сопротивление рассчитывается просто. Достаточно все сложить.
При последовательном соединении напряжение распределяется по резисторам согласно их сопротивлениям.
Это второе правило Кирхгофа. Например, напряжение 12 В, а пара резисторов по 1 кОм.
Соответственно, на каждом из них по 6 В. Это простой пример делителя напряжения. Здесь пара деталей делит напряжение, и благодаря этому можно получить необходимое напряжение.
Однако, если вы хотите использовать делитель напряжения для питания цепи, то должны помнить, что нужно согласовать сопротивления. В этой схеме сопротивление 1 кОм. Если вы подключите к ней нагрузку меньше этого сопротивления, то она не получит напряжения на свои выводы в полном объеме. Поэтому, все схемы с делителями напряжения должны быть рассчитаны и согласованы друг с другом.
Рассмотрим пример усилителя на транзисторе.
Здесь R1 и R2 образуют делитель напряжения, они выполняют роль делителя напряжения. Между этими двумя резисторами и базой транзистором протекает ток, который открывает транзистор.
Это необходимо для того, чтобы он работал без искажений.
Параллельное включение
При параллельном соединении радиодеталей, общее сопротивление цепи снижается. Если два резистора по 1 кОм соединены параллельно, то общее будет равно меньше 0,5 кОм, т.е. сопротивление цепи (эквивалентное) равно половине самого наименьшего.
В таком соединении наблюдается первое правило Кирхгофа. В точку соединения направляется ток в 1 А, а в узле он расходится на два направления по 0,5 А.
Формулы расчета
Для двух резисторов:
Для более:
Для тока параллельное соединение — это как вторая дорога или обходной путь. Еще такой тип соединения называют шунтированием. В качестве примера можно привести амперметр. Чтобы увеличить его шкалу показаний, достаточно подключить параллельно резистору еще один шунтирующий.
Его сопротивление рассчитывается по формуле:
Эквивалентное соединение
В схеме усилителя к эмиттеру транзистора VT1 подключена пара из резистора R3 и конденсатора C2.
В этом случае VT1 и R3 подключены последовательно друг к другу. Зачем это надо? Когда усилитель работает, транзистор начинает нагреваться и его сопротивление снижается. R3, как и в случае со светодиодом, не позволяет транзистору перегреваться. Он балансирует общее сопротивление, чтобы транзистор не вносил искажения в сигнал. Это называется режим термостабилизации.
А конденсатор C2 подключен к R3 параллельно. И это нужно для того, чтобы при нормальном режиме работы усилителя, переменный сигнал прошел без потерь. Так работает параллельный фильтр.
Если бы был только один R3, то мощность усилителя была намного меньше из-за того, что он забирает переменное напряжение на себя. А конденсатор пропускает без потерь, но не пропускает постоянное напряжение.
Фильтры и резисторы
С помощью резисторов и конденсаторов можно делать фильтры. Так называются RC фильтры.
Эта пара может разделять сигнал на постоянные и переменные составляющие.
В качестве примера рассмотрим ФНЧ и ФВЧ.
В схеме фильтра низких частот конденсатор C1 забирает на себя высокочастотные токи. Его сопротивление для них намного меньше, чем у нагрузки. Он шунтирует нагрузку. Таким образом, можно получить низкую частоту, отделив от нее все высокие составляющие.
В фильтре высоких частот наоборот. Высокие частоты свободно проходят через C1, и если в сигнале есть низкочастотные, то они пойдут через R1.
Такие фильтры бывают разные по конструкции. П образные, Г образные и т.п. Конкуренцию резистору может составить катушка индуктивности или дроссель. У них меньше активное сопротивление, но реактивное больше. Благодаря этому снижаются потери от активного сопротивления.
Источники
- https://onlineelektrik.ru/eoborudovanie/kondensatori/rezistor-chto-eto-takoe-i-dlya-chego-nuzhen.html
- https://principraboty.ru/princip-raboty-rezistora-chto-takoe-rezistor-i-kak-on-rabotaet/
- https://www.RusElectronic.com/resistors/
- https://tyt-sxemi.ru/vse-o-rezistorah/
- https://www.calc.ru/Chto-Takoye-Rezistor.html
и 9311
%PDF-1.5 % 210 0 объект >/OCGs[280 0 R]>>/OpenAction 211 0 R/Threads 212 0 R/Тип/Каталог>> эндообъект 214 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 302 0 объект >поток Acrobat Distiller Command 3.01 для SunOS 4.1.3 и более поздних версий (SPARC)2010-04-23T18:14:56-05:001999-04-30T12:36:16Z2010-04-23T18:14:56-05:00Adobe Illustrator CS3
MJPbP`t}`{}6Jc)(G8jIۅӨ»cy/vQ#[email protected]@ez%7b.9Dn L8U]Ff]qK[S0j’P`#h`B2~Re»;Db)ٸÏ#\$(9RM6ALpYZaBS%9G’ «qZ*avFB _f6ٹˇ!Ka+8온]4j-ЈDD>[iXBXӧR\ ,Ude-P7KH8C
ТМОВ20РП150Э |
01P8156 |
Варистор TVS, MOV, 150 В, 200 В, серия TMOV, 395 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
150В | 200В | Серия ТМОВ | 395В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 120 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП130Э |
01P8146 |
Варистор TVS, MOV, 130 В, 170 В, серия TMOV, 340 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
130В | 170В | Серия ТМОВ | 340В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 100 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП300Э |
01P8193 |
Варистор TVS, MOV, 300 В, 385 В, серия TMOV, 775 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
300В | 385В | Серия ТМОВ | 775В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 250 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП275Э |
80R8709 |
Варистор TVS, 275 В, 350 В, серия TMOV, 710 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
275В | 350В | Серия ТМОВ | 710В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | — | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП275Э |
01P8117 |
Варистор TVS, MOV, 275 В, 387 В, серия TMOV, 710 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1500 шт. Только кратные 500 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин.: 1500 Мульт: 500 |
275В | 387В | Серия ТМОВ | 710В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 110 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП150Э |
01P8097 |
Варистор TVS, 150 В, 500 В, серия TMOV, 395 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
150В | 500В | Серия ТМОВ | 395В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | — | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП320Э |
80Y4904 |
Варистор TVS, 320 В, 420 В, серия TMOV, 840 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
320В | 420В | Серия ТМОВ | 840В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 270 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП175Э |
01P8161 |
Варистор TVS, 175 В, 225 В, серия TMOV, 455 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 400 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 400 |
175В | 225В | Серия ТМОВ | 455В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 135Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП140Э |
01P8093 |
Варистор TVS, 140 В, 180 В, серия TMOV, 360 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
140В | 180В | Серия ТМОВ | 360В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 55Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП115Э |
01P8086 |
Варистор TVS, 115 В, 150 В, серия TMOV, 300 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
115В | 150В | Серия ТМОВ | 300В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 35Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП200Э |
01P8168 |
Варистор TVS, 200 В, 260 В, серия TMOV, 530 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 400 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 400 |
200В | 260В | Серия ТМОВ | 530В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 154Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП750Э |
01P8232 |
Варистор TVS, 750 В, 970 В, серия TMOV, 1 шт.98 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 200 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 200 |
750В | 970В | Серия ТМОВ | 1.98кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 480 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП550Э |
90T9398 |
Варистор TVS, 550 В, 715 В, серия TMOV, 1 шт.5 кВ, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1500 шт. Только кратные 500 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин.: 1500 Мульт: 500 |
550В | 715В | Серия ТМОВ | 1.5кВ | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | — | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП130Э |
60М3325 |
Варистор TVS, 130 В, 170 В, серия TMOV, 340 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
130В | 170В | Серия ТМОВ | 340В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 50 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП140Э |
01P8151 |
Варистор TVS, 140 В, серия TMOV, 360 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
140В | — | Серия ТМОВ | 360В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 110 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП320Э |
72M6662 |
Варистор TVS, 320 В, 420 В, серия TMOV, 840 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1 шт. Только кратные 1 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1 Мульт: 1 |
320В | 420В | Серия ТМОВ | 840В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 136Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП550Э |
01P8224 |
Варистор TVS, 550 В, 715 В, серия TMOV, 1 шт.5 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 200 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 200 |
550В | 715В | Серия ТМОВ | 1.5кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 360 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП575Э |
01P8227 |
Варистор TVS, 575 В, 730 В, серия TMOV, 1 шт.568 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 200 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 200 |
575В | 730В | Серия ТМОВ | 1.568кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 375Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП230Э |
01P8109 |
Варистор TVS, 230 В, 300 В, серия TMOV, 595 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
230В | 300В | Серия ТМОВ | 595В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 80 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП385Э |
01P8205 |
Варистор TVS, 385 В, 505 В, серия TMOV, 1 шт.025 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 300 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 300 |
385В | 505В | Серия ТМОВ | 1.025кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 300Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП420Э |
01P8213 |
Варистор TVS, 420 В, 560 В, серия TMOV, 1 шт.12 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 300 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 300 |
420В | 560В | Серия ТМОВ | 1.12кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 320 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП200Э |
01P8105 |
Варистор TVS, 200 В, 260 В, серия TMOV, 530 В, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 600 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 600 |
200В | 260В | Серия ТМОВ | 530В | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 75Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП460Э |
01P8218 |
Варистор TVS, 460 В, 610 В, серия TMOV, 1 шт.24 кВ, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 300 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 300 |
460В | 610В | Серия ТМОВ | 1.24кВ | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 360 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ20РП230Э |
01P8172 |
Варистор TVS, 230 В, 300 В, серия TMOV, 595 В, диск 20 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый Не подлежит отмене/возврату |
Запрещенный предмет
Минимальный заказ 1200 шт. Только кратные 400 Пожалуйста, введите действительное количество ДобавлятьМин: 1200 Мульт: 400 |
230В | 300В | Серия ТМОВ | 595В | Диск 20мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 10кА | -55°С | 85°С | 160 Дж | — | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ТМОВ14РП420Э |
01P8132 |
Варистор TVS, 420 В, серия TMOV, 1 шт.12 кВ, диск 14 мм, металлооксидный варистор (MOV) МАЛЕНЬКИЙ |
Каждый |
420В | — | Серия ТМОВ | 1,12 кВ | Диск 14мм | Металлооксидный варистор (MOV) | 6кА | -55°С | 85°С | 160 Дж | — |
Варисторы: определение, применение, типы, работа, схема
Будучи формой резистора, варисторы представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения.Фактически, это слово происходит от термина «переменный» и «резистор», поэтому он также известен как резистор, зависящий от напряжения, VDR. Варисторы имеют нелинейное переменное сопротивление, зависящее от приложенного напряжения. Их основная функция заключается в защите переходного напряжения в цепи.
Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, функциями, схемой, символом, спецификациями, характеристиками, типами и работой варисторов.
Подробнее: Резисторы
Что такое варистор?
Варисторы считаются разновидностью резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в результате приложенного напряжения.Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». При увеличении напряжения их сопротивление уменьшается, а при чрезмерном увеличении напряжения их сопротивление резко падает. Следовательно, варисторы являются защитными электрическими устройствами, поскольку они подходят для защиты цепей во время скачков напряжения.
Итак, варистор можно определить как нелинейный двухэлементный полупроводник, сопротивление которого падает при увеличении напряжения.Они часто используются в качестве ограничителей перенапряжения для чувствительных цепей. Перенапряжения часто вызываются ударами молнии и электростатическими разрядами.
Подробнее: Общие сведения о резисторах для поверхностного монтажа (резисторы для поверхностного монтажа)
Применение варисторов
Как уже говорилось ранее, варисторы используются в качестве устройств защиты от перенапряжения из-за их нелинейных характеристик. Они также используются в удлинителях с защитой от перенапряжения для защиты от переходных процессов высокого напряжения, таких как удары молнии, электростатический разряд (ESD) или индуктивный разряд от двигателя или трансформаторов.Некоторые типы РДР предназначены для защиты линий связи с малой емкостью. Ниже приведены некоторые распространенные области применения варистора:
- Подавление переходных процессов в оборудовании радиосвязи.
- Устройства защиты от перенапряжений для систем кабельного телевидения.
- Удлинители для защиты от перенапряжения.
- Защита телефонных и других линий связи.
- Защита микропроцессора.
- Защита электронного оборудования.
- Промышленная защита от переменного тока высокой мощности.
- Защита электроники автомобиля.
- Защита от низкого напряжения на уровне платы.
Кроме того, при применении варисторов они могут обеспечить защиту электронных схем, которые могут подвергаться воздействию импульсов и скачков напряжения. Кроме того, они могут отводить энергию на землю и таким образом защищать оборудование. VDR используется во многих элементах, таких как розетки с защитой от перенапряжения и связанные с ними элементы. Наконец, в некоторых случаях они используются в качестве микроволновых смесителей для модуляции, обнаружения, а также преобразования частоты.
Подробнее: Металлопленочный резистор
Символ варистора
Символ варисторной цепи очень похож на термистор. Он состоит из основного символа резистора в виде прямоугольника с диагональной линией, проходящей через него, которая имеет небольшой дополнительный участок, параллельный телу символа резистора, что указывает на нелинейный характер варистора. Хотя могут использоваться и некоторые другие символы, показанный ниже является общепринятым. Он изображается как переменный резистор, зависящий от напряжения U.
См. условное обозначение варистора ниже:
Характеристики
Ниже приведены основные характеристики варистора:
- Нелинейное переменное сопротивление
- Высокое сопротивление при номинальной нагрузке
- Низкий импеданс при превышении порога напряжения или напряжения пробоя.
- Защита цепи от чрезмерных переходных напряжений.
- Варисторы проводят и фиксируют переходное напряжение до безопасного уровня, когда возникают переходные процессы высокого напряжения.
- Входящая импульсная энергия частично проводится и поглощается.
- Спеченная матрица зерна оксида цинка ZnO в конструкции металлооксидного варистора обеспечивает полупроводниковую характеристику PN-перехода.
- Небольшой ток при подаче низкого напряжения
- Варисторы обеспечивают защиту от короткого замыкания.
- Они не могут справиться с длительными перенапряжениями.
- Если переходная энергия измеряется в джоулях Дж, абсолютные максимальные значения превышены, поэтому устройство может расплавиться, сгореть или взорваться.
- Некоторые параметры выбора включают фиксацию, напряжение, пиковый ток, максимальную энергию импульса, номинальное переменное/постоянное напряжение и ток в режиме ожидания.
- При использовании в линиях связи следует учитывать паразитную емкость.
- Высокая емкость действует как фильтр для высокочастотных сигналов или вызывает перекрестные помехи. Это ограничивает доступную полосу пропускания линии связи.
- Варисторы изнашиваются под воздействием повторяющихся скачков напряжения, и их фиксирующее напряжение уменьшается после каждого скачка напряжения.
Подробнее: Резистор из углеродного состава
Технические характеристики
Есть несколько вещей, которые следует учитывать при выборе варистора для приложений. ниже приведены некоторые характеристики варисторов и их функции:
Напряжение фиксации – напряжение, при котором варистор начинает проявлять значительную проводимость.
Номинальное напряжение – указывается как переменное или постоянное напряжение и является максимальным напряжением, при котором может использоваться устройство.Обычно важно иметь хороший запас между номинальным напряжением и рабочим напряжением.
Пиковый ток – это максимальный ток, который может выдержать варистор. Это может быть выражено как ток для данного времени.
Максимальная энергия импульса – максимальная энергия импульса. Выражается в джоулях, что устройство может рассеивать.
Время отклика – это время, в течение которого варистор начинает проводить ток после подачи импульса.Хотя во многих случаях это не проблема.
Емкость – варистор на основе оксида металла имеет относительно большую емкость в устройстве. Это не проблема для низкочастотных приложений, но могут возникнуть проблемы при использовании с линиями, передающими данные и т. д.
Ток в режиме ожидания – это уровень тока, потребляемого варистором, когда он работает ниже напряжения фиксации. хотя ток будет указан при заданном рабочем напряжении на устройстве.
Подробнее: Резистор из углеродной пленки
Типы варисторов
Различные типы варисторов можно определить по материалу, из которого изготовлен их корпус. Двумя наиболее распространенными типами варисторов являются варистор из карбида кремния и варистор из оксида металла (MOV)
.Варистор из карбида кремния:
Как следует из названия, карбид кремния, корпус варистора изготовлен из карбида кремния (SIC). Это один из наиболее часто используемых в период до того, как MOV вышел на рынок.Однако они интенсивно используются в приложениях большой мощности и высокого напряжения. Одним из недостатков этих типов варисторов является значительный ток в режиме ожидания, который они потребляют, поэтому для ограничения потребляемой мощности в режиме ожидания требуется последовательный разрядник.
Металлооксидные варисторы (MOV):
Металлооксидные варисторы имеют преимущества перед варисторами из карбида кремния, поскольку они обеспечивают очень хорошую защиту от переходных процессов напряжения. Они довольно популярны, и их корпус сделан из оксида металла, часто из зерен оксида цинка.Материал прессуется в виде керамической массы, содержащей 90 % зерен оксида цинка и 10 % оксидов других металлов, таких как кобальт, висмут и марганец.
Затем он помещается между двумя металлическими пластинами. 10% оксидов металлов кобальта, висмута и марганца действуют как связующее вещество для зерен оксида цинка, так что он остается неповрежденным между двумя металлическими пластинами. Соединительные клеммы или провода подключаются к двум металлическим пластинам.
Подробнее: Знакомство с ультраконденсаторами
Принцип работы
Работа варистора проще и понятнее.Как упоминалось ранее, они используются для защиты от перенапряжений во многих областях, где они размещаются поперек защищаемых линий или на землю от линии. Обычно устройство потребляет небольшой ток, но когда возникает всплеск, его напряжение поднимается выше колена или напряжения фиксации, и они потребляют ток, рассеивая таким образом всплеск и защищая оборудование. Фактический выброс частично поглощается варистором, а частично отводится.
Варисторы из оксида металла и карбида кремния воздействуют на границы зерен между зернами материала и действуют как PN-переходы.Компоненты действуют как большая масса маленьких диодов, соединенных последовательно и параллельно. Когда приложено низкое напряжение, протекает очень небольшой ток, потому что переходы смещены в обратном направлении, и единственным током является ток утечки. Когда в устройстве возникает скачок напряжения, превышающий напряжение фиксации, происходит лавинный пробой диодов, и через устройство может протекать большой ток.
Кроме того, варисторы подходят для кратковременных импульсов и не могут использоваться для обработки длительных перенапряжений.Размер устройства определяет количество энергии, которое они могут рассеивать. Превышение номинального периода или напряжения может привести к перегоранию или даже взрыву устройств. Вот почему они должны работать в пределах своих рейтингов.
Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе варисторов:
Подробнее: Конденсатор
Заключение
Варисторы считаются разновидностью резисторов, сопротивление которых значительно изменяется в результате приложенного напряжения.Они представляют собой резисторы, зависящие от напряжения, VDR, а их сопротивление является переменным и зависит от приложенного напряжения, поэтому их название «переменный резистор». Являясь формой резистора, они представляют собой полупроводниковые компоненты с двумя выводами, которые защищают электрические и электронные устройства от переходных процессов перенапряжения. Это все для этой статьи, где обсуждаются определение, применение, функции, схема, символ, спецификации, характеристики, типы и работа варисторов.
Надеюсь, вы многому научились, если да, поделитесь с другими учениками.Спасибо за чтение, увидимся!
Для двух варисторов, подключенных между обеими сторонами сети (L и N) и защитным заземлением (PE) через один и тот же GDT, допустимо ли, чтобы каждый варистор выдерживал напряжение, равное половине номинального входного напряжения оборудования?
В частности, вы спросили: Для продукта с входным напряжением 100–240 В переменного тока, представленного для оценки UL / CSA / IEC 62368-1, позволяет ли Приложение G.8.1 использовать два MOV между L и N с соединением средней точки с PE через GDT. , если максимальное постоянное напряжение (MCOV) каждого варистора (например,например, 215 В переменного тока) проходит в 1,25 раза больше половины номинального напряжения ( 240 / 2 * 1,25 = 150 В переменного тока) оборудования, поэтому сумма двух варисторов (например, 215 В переменного тока + 215 В переменного тока = 430 В переменного тока) последовательно имеет общая MCOV превышает минимальное требуемое напряжение (240 В перем. тока * 1,25 = 300 В перем. тока) на верхнее напряжение диапазона номинального напряжения оборудования?
(L-PE — это MOVA+GDT; N-PE — это MOVB+GDT; и L-N — это MOVA+MOVB)
Обсуждаемая конструкция состоит из двух варисторов, подключенных между линией и нейтралью, с GDT, соединенным в средней точке между двумя варисторами и защитным заземлением.Когда GDT активирован, это приводит к последовательному включению варистора и GDT между L и PE (MOVA+GDT) и варистора и GDT между N и PE (MOVB+GDT), и, когда GDT не активирован , два варистора последовательно между L и N (MOVA+MOVB).
В соответствии с подпунктом 5.5.7, если SPD используется между сетью и защитным заземлением, он должен состоять из варистора и GDT, соединенных последовательно, и варистор должен соответствовать пункту G.8 в Приложении G. В соответствии с G.8.1 MCOV варистора должна как минимум в 1,25 раза превышать номинальное напряжение (или верхнее напряжение диапазона номинального напряжения) оборудования.
В приведенном выше сценарии номинальное значение MCOV каждого из двух варисторов должно как минимум в 1,25 раза превышать верхнее значение номинального диапазона напряжения оборудования. В приведенном примере номинальное значение MCOV каждого варистора должно быть не менее 300 В переменного тока (т. е. рассчитано как 240 В переменного тока * 1,25).Следовательно, варистор на 215 В переменного тока (т. е. менее 300 В переменного тока) считается недостаточным в соответствии с опубликованными в настоящее время требованиями в Приложении G.8.1.
(Обратите внимание, что опубликованные в настоящее время требования основаны в первую очередь на учете последствий перенапряжения L или N для PE эффектов, а не эффектов L для N. Любое предложение (с техническим обоснованием) по корректировке этого должно быть подвергнуто Процесс экспертной оценки комитета МЭК должен быть предложен ТК 108 МЭК.)
Поскольку этот общий форум не предназначен для анализа и предоставления рекомендаций по конкретным проектам, мы предлагаем вам связаться с офисом UL, с которым вы работаете, если у вас есть конкретный дизайн или конструкция, которые вы хотите обсудить.
Назад к «Вы спрашиваете, мы отвечаем»
%PDF-1.3 % 762 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 762 82 0000000016 00000 н 0000002009 00000 н 0000002160 00000 н 0000002303 00000 н 0000002359 00000 н 0000002526 00000 н 0000005188 00000 н 0000005423 00000 н 0000005608 00000 н 0000005752 00000 н 0000005896 00000 н 0000006040 00000 н 0000006184 00000 н 0000006328 00000 н 0000006472 00000 н 0000006616 00000 н 0000006760 00000 н 0000006904 00000 н 0000007047 00000 н 0000007191 00000 н 0000007334 00000 н 0000007478 00000 н 0000007620 00000 н 0000007764 00000 н 0000007907 00000 н 0000008051 00000 н 0000008195 00000 н 0000008415 00000 н 0000008812 00000 н 0000008834 00000 н 0000008943 00000 н 0000010293 00000 н 0000010521 00000 н 0000010828 00000 н 0000011512 00000 н 0000011534 00000 н 0000011721 00000 н 0000011743 00000 н 0000012340 00000 н 0000012362 00000 н 0000012869 00000 н 0000012910 00000 н 0000012932 00000 н 0000013463 00000 н 0000013573 00000 н 0000013684 00000 н 0000013706 00000 н 0000014409 00000 н 0000014514 00000 н 0000014536 00000 н 0000015190 00000 н 0000015212 00000 н 0000015673 00000 н 0000015695 00000 н 0000016148 00000 н 0000016170 00000 н 0000016673 00000 н 0000016695 00000 н 0000019374 00000 н 0000019428 00000 н 0000019937 00000 н 0000020001 00000 н 0000020064 00000 н 0000020123 00000 н 0000020183 00000 н 0000020243 00000 н 0000020303 00000 н 0000020363 00000 н 0000020423 00000 н 0000020483 00000 н 0000020543 00000 н 0000020604 00000 н 0000020665 00000 н 0000020726 00000 н 0000020787 00000 н 0000020848 00000 н 0000020909 00000 н 0000020970 00000 н 0000021031 00000 н 0000021092 00000 н 0000002567 00000 н 0000005165 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 763 0 объект > эндообъект 764 0 объект ?&T~Ȗ-jJ��������\\nQȧھS) /U (:m#D\r\\ɨT?5`ΝH) /П-12 /В 1 >> эндообъект 765 0 объект > эндообъект 766 0 объект >/Кодировка >>> /DA (;&p;8) >> эндообъект 767 0 объект > эндообъект 842 0 объект > поток я, л o8c愭q?} GœB; 8Ņ+macticalAM\0A֔sP]0mFl j7w%3D!6^fj
Варисторы: защита ваших цепей
[Изображение выше] Как предотвратить перегорание электроники? С момента их коммерческого появления в 1970-х годах варисторы являются предпочтительными устройствами для защиты чувствительных электронных схем.Кредит: Тепловая проблема, Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)
Запахи пробуждают сильные воспоминания. Сладкий запах выпечки печенья с шоколадной крошкой: хорошие воспоминания. Сладкий фенольный запах перегрева электрических цепей: не очень.
Как броня защищает владельца от оружия, для защиты электрических цепей от высокого напряжения и больших токов используются специальные устройства. К таким устройствам относятся предохранители, автоматические выключатели и переменные резисторы на основе оксида металла (MOV).
MOV, также называемые варисторами, являются предпочтительными устройствами для чувствительных электронных схем с момента их коммерческого появления в 1970-х годах.При низком приложенном напряжении варисторы представляют собой омические элементы с высоким сопротивлением, что означает, что через них протекает небольшой ток или он отсутствует. Но как только пороговое напряжение, также известное как напряжение фиксации или напряжение пробоя, превышено, варистор переключается на элемент с высокой проводимостью, который позволяет току обходить чувствительную электронику, подобно водосбросу, откачивающему лишнюю воду из плотины в условиях паводка. Как только напряжение падает ниже порогового уровня напряжения, варистор возвращается в резистивное состояние.
Эта коммутационная способность обеспечивает два явных преимущества по сравнению с предохранителями или автоматическими выключателями:
- Цепь продолжает работать даже в неидеальных условиях.
- Для сброса системы не требуется ручное вмешательство.
Несмотря на то, что технологии MOV уже более 40 лет, по сей день активно проводятся исследования, направленные на повышение производительности и производительности.
Критерии эффективности для варисторов
MOVобычно состоят из оксида цинка, легированного висмутом, кобальтом, марганцем и другими функциональными оксидами металлов.Как и в случае с большинством керамических устройств, производители стремятся снизить производственные температуры и время цикла, чтобы использовать меньше топлива и более дешевые материалы для электрических контактов при одновременном увеличении производительности. Для температур спекания до 1250°C требуются дорогие контактные материалы, такие как палладий. Снижение температуры спекания до уровня ниже 950°C позволяет вместо него использовать серебро.
В последних статьях, опубликованных в журналах ACerS International Journal of Applied Ceramic Technology (ACT) и International Journal of Ceramic Engineering and Science (IJCES), подробно описаны эксперименты, направленные на улучшение обработки за счет использования добавок, наноразмерных материалов и передовых методов спекания. .Эти журналы также включают исследования по улучшению характеристик варисторов.
К счастью, основные критерии эффективности варисторов легко описать и измерить с помощью экспериментов по напряжению и току. Один из таких графиков, использующий данные из статьи с открытым доступом «Высокоэффективные металлооксидные варисторы с нанотехнологиями», опубликованной в IJCES , показан ниже.
Измерения напряжения и тока для одного состава варистора, уплотненного с использованием различных профилей двухэтапного спекания.Авторы и права: Дэниел К. Тан, International Journal of Ceramic Engineering and Science (CC BY 4.0)Регион I — область омического резистора. Чем выше омическое сопротивление, тем ниже ток утечки (ток, протекающий через резистор при напряжении менее уровень поломки). Высокие токи утечки тратят энергию впустую, что приводит к дополнительным тепло и меньший срок службы батареи. Почти идеальный варистор показывает почти десятикратное увеличение меньшие токи утечки, чем у обычных варисторов.
Область II — это область ограничения проводимости или напряжения. Чем ниже наклон в этой области, тем быстрее реагирует варистор на перенапряжение. Наклон, или, точнее, обратная величина наклона, определяет коэффициент нелинейности α . Более высокое значение α означает лучшее время отклика и лучшую защиту, поскольку дрейф перенапряжения минимален.
другим параметром в области II является абсолютное значение напряжения фиксации. За заданного состава напряжение зажима обратно пропорционально размер зерна.Другими словами, более крупные зерна приводят к более низкому напряжению фиксации. поведение варисторов зависит от толщины, состава и количества границ зерен в заданном объеме. И в то время как крупные зерна приводят к более низкому количество границ зерен и, следовательно, более низкое напряжение фиксации, вариации распределение размера зерна и плотность/пористость керамики приводят к вариациям в токе утечки и альфа-коэффициенте.
Авансы в варисторной обработке и исполнении
В статье «Низкотемпературное спекание и электрические свойства многослойных варисторов на основе ZnO, легированных стеклом BBSZ», исследователи под руководством Юаньсюня Ли из Университета электронных наук и технологий Китая исследовали эффекты добавления стекла, состоящего из оксидов висмута, бора, кремния и цинка при спекании многослойного MOV-устройства.Стекло улучшает спекание в жидкой фазе. Исследователи получили керамику высокой плотности при температурах ниже 950°C. Они достигли наилучших результатов при загрузке стекла 3% при обжиге при температуре 925 °C, с самыми низкими токами утечки и значениями α выше 40, что сравнимо с характеристиками коммерческих устройств.
В статье «Высокоэффективные металлооксидные варисторы с наночастицами» Даниэль Тан из Израильского технологического института Гуандун Технион сосредоточился на использовании наноразмерных порошков при изучении передовых методов спекания.Его работа привела к более мелким зернам (от менее 1 до 3 микрометров по сравнению с 7–15 микрометрами для коммерческих порошков) и, следовательно, к более высоким значениям напряжения пробоя. Используя традиционное спекание без ограничения воздуха и атмосферы, наноразмерные материалы, спеченные при 1050°C, показали характеристики, сравнимые с коммерческими материалами MOV, спеченными при 1200°C. Добавление дополнительного количества оксида висмута для улучшения спекания в жидкой фазе значительно улучшило альфа (почти до 80), но уменьшило напряжение фиксации, последнее из которых связано с большим количеством границ зерен на единицу объема.
Используя микроволновое спекание, Тан не заметил существенных улучшений цикла спекания или производительности MOV. Однако результаты искрового плазменного спекания (ИПС) интересны и сложны. Недостаток кислорода во время SPS был существенным фактором. Тан преодолел нехватку кислорода за счет частичного спекания с помощью SPS и второго спекания на воздухе. Наилучшие характеристики были достигнуты при втором этапе спекания при 950°C с очень высоким напряжением фиксации, очень низкими токами утечки и α около 50.
Для подробнее об этих улучшениях читайте в полных статьях по ссылкам ниже.
«Низкотемпературное спекание и электрические свойства многослойных варисторов на основе ZnO, легированных стекловолокном BBSZ», сейчас доступен в Интернете (DOI: 10.1111/ijac.13367) и скоро будет опубликован в специальном выпуске International Journal of Applied Ceramic. Технология основная работа, представленная на Международной конференции и выставке 2019 года по технологиям керамических межсоединений и керамических микросистем (CIMCT-2019).
«Высокоэффективные металлооксидные варисторы с нанотехнологиями», опубликовано в открытом доступе в International Journal of Ceramic Engineering and Science (DOI: 10.1002/ces2.10017).
Работа, спецификации Circuitm и ее приложения
Варистор, также известный как VDR (резистор, зависящий от напряжения), представляет собой один из видов электронных компонентов. Он имеет характеристики VI такие же, как у диода. Основной функцией этого компонента является защита устройств от высоких переходных напряжений.Расположение MOV может быть выполнено таким образом, что оно само закоротится, как только будет генерироваться огромный ток из-за высокого напряжения. Таким образом, компонент, который зависит от тока, останется защищенным от неожиданного скачка напряжения внутри устройства. Варисторы представляют собой неомические переменные резисторы, тогда как реостат и потенциометры являются омическими переменными резисторами. Доступны различные типы варисторов, из которых наиболее часто используется варистор на основе оксида металла. В этой статье обсуждается обзор MOV (металлооксидный варистор).
Что такое металлооксидный варистор?
Варистор, изготовленный из комбинации оксида цинка и других видов оксидов металлов, таких как марганец, кобальт и т. д., известен как варистор на основе оксида металла. Материал размещается между двумя металлическими пластинами или электродами для взаимодействия друг с другом. Эти типы варисторов защищают тяжелые устройства от переходных напряжений.
Металлооксидные варисторыMOV аналогичны резисторам, поскольку состоят из двух выводов, где они не имеют полярности.Таким образом, они связаны в обоих направлениях. Эти компоненты не могут противостоять переходному напряжению выше превышенного номинального значения. .Как только эти компоненты поглощают переходное напряжение, они имеют тенденцию растворять его, как тепло.
Когда этот метод продолжается в течение короткого времени, устройство начинает выдыхаться из-за сильного нагрева. Эти варисторы соединены параллельно, чтобы обеспечить лучшую пропускную способность. Металлооксидные варисторы также соединены последовательно для обеспечения высокого напряжения.
Принцип работы
Термин MOV или металлооксидный варистор представляет собой переменный резистор. Но в отличие от потенциометра, его сопротивление будет автоматически изменяться в зависимости от его напряжения. Как только напряжение на варисторе увеличится, сопротивление уменьшится. Это свойство очень полезно для защиты цепей от скачков высокого напряжения.
Технические характеристики MOVСпецификации MOV включают следующее: при выборе металлооксидных варисторов важную роль играют следующие спецификации.
- Максимальное рабочее напряжение
- Напряжение варистора
- Как только на варистор подается импульсный ток, он приобретает максимальное пиковое напряжение, и можно получить максимальное фиксирующее напряжение.
- Ток утечки
- Емкость
- Максимальное рабочее напряжение.
- Максимальное напряжение переменного тока
- Напряжение фиксации
- Импульсный ток
- Всплеск Shift
- Время отклика
- Поглощение энергии в основном относится к самой высокой энергии, которая рассеивается для определенной формы волны без каких-либо проблем.
- Поглощение энергии
- После подачи импульсного тока смещение импульса может относиться к изменению напряжения.
Особенности
Особенности MOV включают следующее.
- Диапазон переменного напряжения составляет от 130В до 1000В
- Диапазон напряжения постоянного тока от 175В до 1200В
- Сопротивление изоляции 1000МОм
- Диапазон рабочих температур от -55 до +85 °C
Металлооксидный варистор
Металлооксидный варистор часто используется в различных цепях вместе с предохранителем.Эти два подключены параллельно к защищаемой цепи. Схема MOV показана ниже. Основными компонентами, используемыми для защиты цепи, являются предохранитель и варистор.
Цепь MOVКогда напряжение находится в фиксированном диапазоне, сопротивление MOV будет очень высоким. Следовательно, в цепи есть ток, но внутри MOV тока нет. Но однажды происходит всплеск напряжения в основном напряжении, и тогда он попадает прямо на варистор, потому что он расположен параллельно с сетью переменного тока.
Это огромное напряжение уменьшит значение сопротивления в MOV до чрезвычайно низкого уровня. Так что он заставляет ток течь в варисторе и предохранителе, чтобы отключить цепь от источника питания.
Во время скачков напряжения высокое напряжение, вызвавшее сбой, немедленно возвращается к нормальным значениям. В этих случаях продолжительность протекания тока не будет большой, чтобы повредить предохранитель, и цепь вернется в нормальное положение, как только напряжение станет нормальным. Но всякий раз, когда замечается всплеск напряжения, варистор на мгновение разъединяет цепь, каждый раз повреждая себя огромным током.Если цепь сталкивается с большим количеством скачков напряжения, то варистор, используемый в цепи, выйдет из строя,
Производительность MOV
Основной функцией MOV является работа в качестве ограничителя перенапряжения. Когда напряжение на варисторе ниже напряжения фиксации, варистор не будет проводить ток.
Производительность варистора замедляется со временем, даже если через него проходят крошечные выбросы. Еще одна причина, влияющая на производительность варистора, — это рейтинг энергии. Когда количество варисторов подключено параллельно, его производительность может быть увеличена.
Главной особенностью варистора такого типа является время отклика, поскольку пики напряжения закорачиваются устройством за наносекунды. Тем не менее, на время отклика влияет метод монтажа и индуктивность компонентов.
Применение варистора на основе оксида металла
приложений MOV включают следующие
- Металлооксидные варисторы используются для защиты от скачков напряжения, перенапряжения, междуфазных разрядов, дугообразования и переключений.
- Эти варисторы могут использоваться для защиты различных устройств от неисправностей.
- Они используются для однофазной защиты L-L, линии-земли в электрических цепях.
- Они используются для защиты переключающих устройств, таких как транзисторы, тиристоры, МОП-транзисторы и т. д.
- Используются в цепях для защиты от скачков напряжения и скачков напряжения
- В большинстве случаев они используются в полосках, адаптерах и т.