24. Варисторы, принцип действия и характеристики

Варисторы являются нелинейными резистивными элементами, изготовленными из спеченных друг с другом блоков оксида цинка. Варисторы представляют собой элемент с симметричной ВАХ. При токе >0 ВАХ описывается выражением , где K – постоянная, зависящая от размеров варистора, d – показатель. зависящий от материала. Эффект ограничения основан на том, что при превышении напряжения ограничения сопротивление варистора уменьшается много порядков. Защитный уровень варисторов в зависимости от их исполнения может лежать как в диапазоне низких, так и высоких напряжений. Собственная емкость его велика (0,4-40 пФ) и поэтому их применение для ограничения в высокочастотных системах исключено. Конструктивно выполняется в виде шайб, блоков, а также втулок разъемных соединений. При частых перенапряжениях варистор нагревается и сопровождающий ток увеличивается.

Сопротивление варистора сильно зависит от при­ложенного к нему напряжения. Варисторы изготавливаются из металлооксидных частиц (оксид цинка со специальными присадками). Эти частицы спрессованы таким образом, что контак­ты между ними действуют как полупроводниковые пе­реходы. Миллионы частиц имитируют работу миллионов ди­одов, при повышении напряжения пробивается все больше переходов, через варистор начинает протекать ток с выделением тепла. При превышении напряжением порога срабатывания ток через варистор резко возрастает, происходит ста­билизация напряжения. Варистор начинает работать в режиме ограничения напряжения.

25. Кремниевые лавинные диоды и их основные характеристики

Обладают свойством не повреждаться при воздействии напряжения при котором они находятся в закрытом состоянии. Их разновидностью являются Z-диоды (стабилитроны). напряжение пробоя составляет 3-200 В. Эти элементы давно используются в электронных схемах для стабилизации напряжений и защиты от перенапряжений. Разработаны лавинные диоды для ограничения перенапряжений, отличающиеся от стабилитронов более высокой пропускной способностью по току, малым временен запаздывания, большой поглощаемой энергией. Такие диоды называются ОПН. Уровни напряжений 6-440 В.

26. Принципы построения защитных элементов

Защитные элементы передачи данных должны отводить большие импульсные токи 10 кА, быстро ограничивать перенапряжения близкие по значениям к рабочим напряжениям. Эти принципы осуществляются в ступенчатых схемах.

На рисунке показано воздействие волны напряжения 10 кВ на линию номинальным напряжением 24 В, защита которой осуществляется последовательно искровым промежутком, варистором и наконец стабилитроном. Происходит постепенное затухание волны.

27. Принцип действия экранов. Материалы для изготовления экранов

Основным средством защиты от воздействия электромагнитных полей являются экраны. Экранирование служит для ослабления электрических, магнитных и электромагнитных полей, а именно для того, чтобы исключить проникновение и воздействие таких полей на элементы, блоки, приборы, кабели, помещения и здания, а также для того, чтобы подавить исходящие из электрических и электронных промышленных средств и устройств помехи, обусловленные полями.

Магнитостатические поля (0... 1000 Гц) можно экранировать при помощи ферромагнитных оболочек с большой магнитной проницаемостью. Вследствие преломления линий магнитного поля на границе поверхности в толстостенных экранах из мате­риала с высокой магнитной проницаемостью магнитный поток в основном проходит в стенке экрана и не приносит вреда аппаратуре. Эффективность экранирования зависит от магнитной проницаемости и толщины экрана.

В целом эффективность магнитостатических экранов невелика. Так, экран, изготовленный из материала с _r =3000, при радиусе 40 см и толщине 1 см обеспечивает эффективность 31,5 дб.