Варисторы

Варистор – это резистор, сопротивление которого зависит от приложенного напряжения. Для изготовления варисторов чаще применяют технический карбид кремния (SiC) в виде порошка, смешанного со специальным связующим диэлектрическим веществом (связкой). В качестве связки применяют керамику, жидкое стекло, кремнийорганические лаки и другие материалы.

Маркировка варисторов расшифровывается следующим образом:

1. СН – сопротивление нелинейное;

2. первая цифра обозначает материал (1 – карбид кремния, 2 – селен);

3. вторая цифра – тип конструкции (1, 8 – стержневой, 2, 6, 7, 10 – дисковый, 3 – микромодульный);

4. третья – порядковый номер разработки;

5. далее указывается классификационное напряжение в вольтах и его допустимый разброс в процентах.

Например: СН1-1-1-820 10%. Расшифровка: сопротивление нелинейное из карбида кремния стержневого типа первой разработки, рассчитанное на работу при классификационном напряжении 820 В с разбросом 10%.

Рис. 4.3. Структура рабочего тела варистора

1- электроды; 2 - зёрна карбида кремния, 3 - связующий материал.

Рабочая область варистора (рис. 4.3) состоит из поликристаллов карбида кремния или другого полупроводника, разделённых диэлектрической связкой. Под действием приложенного напряжения в местах соприкосновения отдельных зёрен карбида кремния на поверхности зёрен развивается эффект сильного поля (лавинный или туннельный пробой). При увеличении плотности тока и выделяемой мощности возможен переход эффектов сильного поля в тепловые. Варистор обладает нелинейной и, практически, симметричной ВАХ (рис.4.4.).

Рис. 4.4.

Основное назначение варисторов – защита элементов электрических цепей постоянного, переменного и импульсного токов от перенапряжений; защита контактов реле разрушения и обмоток от пробоя. Варисторы применяют также для регулировки и стабилизации различных цепей и блоков РЭА, для улучшения их помехоустойчивости и ряда других важных функций. На рисунке 4.5 показана схема стабилизатора выходного напряжения и его выходная характеристика.

Рис.4.5.

а) схема стабилизации напряжения; б) его внешняя характеристика; R – линейный резистор; В₁ – варистор; R_н – сопротивление нагрузки.

Конденсатор

Конденсатор состоит из двух пластин (или обкладок), находящихся одна перед другой и сделанных из проводящего материала. Между пластинами находится изолирующий материал, называемый диэлектриком (рис. 4.6). Простейшими диэлектриками являются воздух, бумага, слюда и т. д.

Рис. 4.6. Конденсатор

Основным свойством конденсатора является его способность запасать электрическую энергию в виде электрического заряда. Для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты.

Рис.4.7.

На рис. 4.7(a) изображена схема, в которой конденсатор соединяется через ключ с источником питания. Когда ключ замкнут (рис. 4.7б), по­ложительный полюс источника «откачивает» электроны с обкладки А, и она приобретает положительный заряд. Отрицательный полюс источника питания тем временем «поставляет» электроны на обкладку В, в резуль­тате чего она приобретает отрицательный заряд, по абсолютной величине равный положительному заряду обкладки А. Такой поток электронов на­зывается током заряда. Он продолжает течь до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не сравняется с ЭДС источника питания. В этом случае говорят, что конденсатор полностью заряжен. Электрический заряд обо­значается буквой Q, а его величина измеряется в кулонах (Кл). Когда конденсатор заряжен, между его обкладками возникает раз­ность потенциалов, а следовательно, и электрическое поле. Если в момент, когда конденсатор уже зарядился, разомкнуть ключ (рис. 4.7в), конденсатор будет хранить заряд. В этом случае внутри диэлектрика между обкладками возникает электрическое поле. При разрядке конденсатора через сопротивление нагрузки (рис. 4.7г) электриче­ское поле исчезает.