Варистор для защиты от перенапряжения 220В — как проверить, характеристики варистора, что это такое

Электрические устройства неизменно нуждаются в защите от резких перепадов напряжения, для чего изобрели приспособление, получившее название варистор. Это не что иное, как переменный резистор из полупроводникового вещества, который может менять свое сопротивление соответственно изменениям напряжения.

Обычный резистор обладает постоянным сопротивлением независимо от сетевого напряжения. Существует также потенциометр, позволяющий менять сопротивление, что, однако, приходится производить вручную.

Содержание

Сферы применения

Полезные качества варистора позволяет повсеместно применять его в работающих на электричестве приспособлениях, механизмах, электронике, микросхемах.

Устройство используют в мобильных телефонах, сетевых фильтрах, электромоторах, переключателях. Оно универсально, поскольку встречается в низко- и высоковольтных сетях, подходит для установок с любым током. Им снабжены качественные блоки питания.

Принцип действия

Отличительной особенностью устройства служит симметричная нелинейная вольт-амперная характеристика. В норме проходящий по нему ток крайне незначителен. Поэтому справедливо утверждать, что варистор фактически его не пропускает, являясь диэлектриком со свойством энергоемкости.

В стандартной ситуации переменный резистор выполняет роль изолятора. Однако при возросшем напряжении он становится проводящим электроэнергию элементом.

Сопротивление материала изменяется, и при его снижении сила тока во много раз возрастает.

Как только случается критичный скачок напряжения, полупроводник молниеносно сводит сопротивление к минимуму. Он преобразует электричество в тепло, а затем рассеивает его. Так приспособление путем удаления избыточной энергии защищает всю цепь и снимает с нее нагрузку, не давая перегореть.

Устройство является безынерционным. После возвращения напряжения к первоначальному значению сопротивляемость восстанавливается.

Упрощенно переменный резистор уместно сравнить со своего рода «клапаном», открывающимся на пике напряженности и не препятствующим прохождению тока, достаточного для снижения потенциала до требуемого.

При этом всплеске нагрузка падает на этот «клапан», сеть же остается в безопасности. При стабилизации ситуации он «закрывается», и далее функционирование продолжается в штатном порядке.

Конструкция

Устройство компонента предельно простое. Внутри находится полупроводниковый материал (окись цинка или карбид кремния). Мелкодисперсное вещество подвергается прессовке и действию температуры (запекается), после чего заключается в изолирующую оболочку. Он имеет аксиальные выводы или SMD-корпус.

Внешне различают формы в виде:

  • пленок;
  • таблеток;
  • стержней;
  • бусинок;
  • дисков.

Виды

Все переменные резисторы подразделяются на 2 группы с единым механизмом действия.

Высоковольтные

Данные компоненты предназначены для цепей с током, не превышающим 20 киловольт, и устанавливаются в системах предохранения электрооборудования.

Низковольтные

Эти компоненты взаимодействуют с показателями до 200 вольт, подходят для электроники и прочих приборов с током не выше 1 ампера.

Параметры

Наиболее весомые показатели:

  • Классификационное напряжение (Un). При нем сила тока составляет 1 мА. Превышение значения приводит к лавинообразному всплеску тока.
  • Максимальное действующее напряжение (Um~). Предельное напряжение, при котором в устройстве начинает снижаться сопротивление.
  • Максимальное постоянное напряжение (Um=).
  • Номинальная рассеиваемая мощность (Р). Определяет, сколько энергии способен рассеять элемент при неизменности характеристик.
  • Максимальная энергия импульса (W). Оценивается в джоулях, указывает на наибольшую энергию поглощения, рассеиваемую варистором при действии единичного импульса.
  • Максимальный ток импульса (длительностью 20 мкс.)
  • Емкость в закрытом состоянии (Со). Варистор в определенном смысле аналогичен конденсатору, поскольку электроды в нем разделены не проводящим ток материалом. В результате он имеет определенную электроемкость. Данное свойство имеет значение при использовании в цепях с высокой частотой.
  • Допустимое отклонение от номинальной разницы потенциалов (в %).
  • Время срабатывания, в течение которого варистор меняет статус с закрытого на открытый.

Маркировка

Первые 3 символа обозначают диаметр (например, 25D). Чем больше диаметр, тем больше способность рассеивать энергию. Следующие 3 цифры соответствуют классификационному напряжению. Возможны и иные способы маркировки, указывающие на производителя либо на какие-то особенности. Все компании маркируют продукт по-своему.

Самой применяемой отечественной моделью является К275 (действующее напряжение 275 вольт).

Схематическое обозначение

Графическое изображение выглядит как прямоугольник, перечеркнутый диагональной линией, иногда с буквой U. На плате элемент может иметь обозначение RU или VA.

Преимущества и недостатки

Плюсы

Достоинства обусловлены простотой, надежностью, демократичной ценой, широким спектром применения и способностью переносить интенсивные нагрузки. К преимуществам относят и скорость срабатывания (счет идет на наносекунды), а также обширный диапазон рабочих напряжений и опция отслеживания их перепадов.

Минусы

Недостатками можно считать:

  • низкочастотный шум;
  • изменение характеристик с течением времени или под влиянием температурных амплитуд (старение);
  • большая емкость, отрицательно влияющая на функционирование;
  • перегрев из-за продолжительного предельного напряжения.

Проверка работоспособности

Оптимально подобранный варистор исправно выполняет свое предназначение. Прежде всего следует знать характеристики цепи, в которую ему предстоит включиться, и представлять параметры источника питания. Правильно подбирать варистор с напряжением, обладающим некоторым запасом.

Важно, чтобы скорость рассеивания тепла давала возможность как можно быстрее возвращаться в обычный режим. Для проверки используется тестер (мультиметр), который бывает цифровым или аналоговым.

Нужно внимательно осмотреть устройство. Так как через него проходит очень сильный ток по сравнению с током в защищаемой цепи, на корпусе можно обнаружить потемневшее покрытие, обгоревшие или со сколами участки. На плате можно заметить зоны потемнения. В этих случаях варистор подлежит обязательной замене.

Подключение

Способов много, их объединяет принцип параллельного подключения. Вне критичных всплесков протекающий ток ничтожно мал и не оказывает влияния, что обусловлено значительным сопротивлением.

Перенапряжение изменяет его вплоть до минимальных величин, нагрузка перераспределяется, а поглощенная энергия рассеивается в окружающее пространство.

Итак, назначение устройства заключается в обеспечении безопасности электроприборов с любыми видами тока. Функционирование основано на изменении сопротивления полупроводника под воздействием мощного напряжения.

Мировой тенденцией в дальнейшем усовершенствовании этих полезных приспособлений является повышение возможностей их быстродействия.

Фото варистора

Автор статьи:
Добавить комментарий