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sexta-feira, 11 de janeiro de 2019

O que são Varistores? Como Funcionam? Para que Servem?

Fig. 1 - O que são Varistores? Como Funcionam? Para que Servem??



Olá a Todos!

Varistor é um resistor variável cuja resistência depende da tensão aplicada. O nome foi uma amálgama linguística de duas palavras; “Variável” e “Resistor”. 

Eles também são conhecidos pelos nomes:
  • VDR (Voltage Dependent Resistor) - Resistor Dependente de Tensão.
  • MOV (Metal Oxide Varistor) -Varistor de Óxido de Metal.

Eles possuem características não ôhmicas. Portanto, eles são classificados por categoria de resistores não lineares.

Como os Varistores funcionam

Embora existam várias categorias de varistores, o objetivo dos varistores é fornecerem resistência. Ao contrário dos potenciômetros e reostatos, onde a resistência muda de um valor mínimo para um valor máximo, a operação de um Varistor é diferente, quando são submetidas a uma certa voltagem (tensão limiar) a resistência diferencial cai subitamente para uma baixa resistência.

Os Varistor possui dois elementos semicondutores e fornece proteção contra sobretensão em um circuito, a funcionalidade do Varistor é semelhante à de um diodo Zener, onde permite que as tensões do limite inferior passem inalteradas.

Grande parte das aplicações, na prática, também utilizam a função do Varistor como protetor de tensões transientes excessivas no circuito. Essas tensões transientes são geralmente causadas devido a descargas eletrostáticas e surtos de raios, isso detalharemos mais tarde.

Como a mudança na tensão aplicada muda sua resistência? 

Isso é determinada pela sua composição. Como é fabricado por material semicondutor, as suas características semicondutora na composição de sua construção, faz com que o Varistor mude sua resistência com altas tensões operacionais. 

Quando a tensão aplicada em um Varistor é maior que a de seu valor nominal (tensão limiar), a resistência efetiva do Varistor cai drasticamente e continua a diminuir à medida que a tensão aplicada aumenta.

A curva representando a resistência estática do Varistor em relação à sua tensão aplicada é mostrada na Figura 2 abaixo.
Fig. 2 - Curva característica resistência Varistor - Tensão limiar

Símbolo do Varistores

Fig. 3 - Varistor - Símbolos e Padrões

Como um Varistor ajuda a suprimir os transientes de tensão em um circuito?

Para entender isso, vamos primeiro entender qual é a fonte de tensão transitória. A origem da tensão Os transientes em circuitos elétricos e fontes são independentes de terem operado a partir de uma fonte CA ou CC

Visto que sua origem é do próprio circuito ou são transmitidos de qualquer fonte externa. Esses transientes resultam em um aumento na voltagem para vários milhares de voltes, o que pode ser catastrófico para o circuito.

Tensão Corrente "V-I" Características

Segundo a lei de Ohm, a curva de características de corrente-tensão de um resistor é uma linha reta, assumindo que o valor do resistor é mantido constante. 

Neste caso, a corrente que flui através de um resistor é diretamente proporcional à tensão aplicada através das extremidades do resistor.

No caso de um Varistor, a curva de características de corrente-tensão não é uma linha reta. Isto é devido ao comportamento de resistência incomum do Varistor. 

No caso de um Varistor, uma pequena alteração na tensão aplicada a ele causará uma mudança suficientemente grande na corrente que flui através dele.

A curva de características de tensão atual de um Varistor é mostrada na Figura 4 abaixo.
Fig. 4 - Curva de Características de corrente/tensão de um Varistor
 
A curva característica de corrente-tensão de um Varistor mostra uma relação linear entre corrente e tensão quando o Varistor não está conduzindo. Isso ocorre porque a corrente que flui através do Varistor permanecerá constante e o valor é muito baixo.

Esta é a corrente de fuga no Varistor e o valor dessa corrente é da ordem de poucos miliamperes. A razão para isso é a alta resistência do Varistor. Esta pequena corrente permanecerá constante até que a tensão aplicada através do Varistor atinja a tensão nominal do Varistor.

A tensão nominal do Varistor é também chamada tensão de aperto. A tensão nominal de um Varistor é a tensão através dele, medida com corrente CC especificada de 1mA. Isso pode ser explicado como a tensão CC aplicada através dos terminais do Varistor, que permite que uma corrente de 1mA flua através dele.

A corrente que flui através do corpo do Varistor é dependente do material usado para a construção do Varistor. Neste nível de tensão nominal, a funcionalidade do Varistor começa a mudar.

Até a tensão nominal, o Varistor atua como um isolante. Se a tensão aplicada do Varistor atinge sua tensão nominal, o comportamento do Varistor muda do estado de isolamento para o estado de condução.

A resistência do Varistor torna-se muito pequena quando a tensão transiente aplicada é maior ou igual à tensão nominal do Varistor. Isso ocorre devido a um fenômeno chamado avalanche de avaria em materiais semicondutores.

A quebra de avalanche é uma forma de multiplicação de corrente que permite grandes correntes nos materiais que atuam anteriormente como isolantes. Devido a esta situação, a pequena corrente que flui através do Varistor, sendo a corrente de fuga, aumentará rapidamente.

Mesmo que a corrente que flui através do Varistor aumente, a tensão através dele é limitada a um valor próximo da tensão nominal. Isso significa que o Varistor atua como um auto-regulador para as tensões transientes aplicadas através dele, passando ou permitindo que mais corrente flua através do Varistor.

Assim, após cruzar a tensão nominal do Varistor, a curva corrente-voltagem torna-se uma curva não linear íngreme. Devido a esta característica, um Varistor pode passar correntes variando extensivamente ao longo de um intervalo muito estreito de voltagens cortando quaisquer picos de voltagem.

E por hoje é só, ficamos por aqui!

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8 comentários:

  1. Respostas
    1. Olá @JOSÉ!
      Muitíssimo obrigado!
      Obrigado por estar conosco, aproveita e se inscreve em nosso canal do Youtube e aqui em nosso blog, isso nos ajuda bastante a darmos prosseguimento ao nosso trabalho, e não lhe custa nada!
      Forte abraço!

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  2. Respostas
    1. ¡Hola @JOAN SEGURA ESCOFET!
      ¡Muchas gracias!
      Gracias por estar con nosotros, disfruta y suscríbete a nuestro canal de Youtube y aquí en nuestro blog, nos ayuda mucho a continuar con nuestro trabajo, ¡y no te cuesta nada!
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  3. Respostas
    1. Olá!
      Muitíssimo obrigado!
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  4. Muito obrigado. Um varistor pode ser usado para proteção de alto falantes de baixa, média e alta?

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    1. Olá @HIP-HOP-SE!
      Tecnicamente não, ele não foi projetado para essa função, e se você notou bem na nossa explicação, os varistores fecham curto quando atinge a tensão limite, sendo assim, você queimaria a saída do seu amplificador....

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      Forte abraço!

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