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sexta-feira, 11 de janeiro de 2019

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

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


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 tipo de resistores não lineares.

Como os Varistores funcionam

Embora existam vários tipos 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 geralmente são 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 feito de 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 abaixo.

Símbolo do Varistores

Varistor - Símbolo 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, uma vez 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 volts, o que pode ser catastrófico para o circuito.

V-I Características

De acordo com 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 voltagem 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 imagem abaixo.
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 de tensão de aperto. A tensão nominal de um varistor é a tensão através dele, que é medida com uma corrente DC 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 através do varistor é maior ou igual à tensão nominal do varistor. Isso ocorre por causa de 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, que é 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 do varistor. 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.


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