Параметры и характеристики варисторов

Статическое и динамическое сопротивление.

На линейном участке ВАХ или в заданной рабочей точке С (см. рис. 2) сопротивление варистора определяется как статическое:

 

.

 

На линейном участке сопротивление изменяется при различных напряжениях и определяется как динамическое (дифференциальное):

 

.

 

Практически при известной ВАХ величина R_Д определяется по углу φ касательной, проведённой через соответствующую точку:

 

,

 

где к – масштабный коэффициент пересчёта единиц измерений, В/А

Коэффициент нелинейности ВАХ.

Нелинейность ВАХ в заданной точке С (рис 4) определяется отношением статического и динамического сопротивлений:

 

,

 

или графически

.

 

На линейном участке коэффициент нелинейности β=1. В расчётах используется также обратная величина – показатель нелинейности:

 

.

 

Коэффициент нелинейности может быть рассчитан также по двум измеренным значениям тока I₁, I_2.

При соответствующих напряжениях:

 

.

 

Коэффициент нелинейности большинства промышленных варисторов в пределах ВАХ имеет значения 1…5.

Вольт – амперная характеристика.

ВАХ варисторов в параметрической форме для расчетов, как правило, не пригодна из – за многих неизвестных величин. Поэтому на практике пользуются узким диапазоном напряжений, в котором коэффициент нелинейности β≈const. В этом случае ВАХ соответствует уравнению:

 

,

 

где коэффициент А – зависит от температуры и особенностей структуры варистора (количества зёрен карбида кремния, площади контактов зёрен), а статическое сопротивление выражается как функция тока или напряжения:

,

.

Асимметрия токов.

Это отношение

 

 

где I₁ и I₂ – токи через варистор при различной полярности приложенного напряжения. Желательно, чтобы асимметрия была минимальной.

Температурный коэффициент тока – это отношение:

 

,

 

при постоянном приложенном напряжении. Здесь: I₁ – ток при температуре T1 = 20 ±2⁰С; I2 - при T₂ - 100 ±2⁰С. Наряду с TKI пользуются также температурным коэффициентом напряжения и статического сопротивления. Чем более нелинейная ВАХ, тем больше ТК.

Классификационное напряжение и допуск на него

Классификационное напряжение (U_КЛ) – это напряжение, определяемое при установленном классификационном токе I_КЛ. Допуск на классификационное напряжение (ΔU_КЛ) – это допустимое отклонение от классификационного напряжения, %:

 

,

где U – измеренное напряжение. Классификационное напряжение, как правило, отличается от рабочего, которое выбирается с учётом допустимой мощности рассеяния.

Номинальная мощность рассеяния Р_РАС – это наибольшая допустимая мощность, которую варистор может рассеивать при непрерывной нагрузке, заданной температуре и нормальном атмосферном давлении при условии, что напряжение на варисторе не превышает допустимого.

Собственная ёмкость варистора С₀ – это наибольшая начальная его ёмкость. Она определяет частотные свойства варистора.

Некоторые основные параметры варисторов представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. – Основные параметры варисторов

 

В заводских условиях варисторы подвергаются всем испытаниям, что и другие дискретные полупроводниковые приборы, а в учебной лаборатории проводятся лишь частичные испытания.

 

 

Конденсаторы

 

Конденсатор – один из самых широко используемых компонентов радиоустройств и представляет собой две металлические пластины - обкладки, разделенные между собой диэлектриком. Обкладки имеют внешние выводы, с помощью которых конденсатор соединяется с другими элементами. Одним из важных свойств конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты.

Чем больший заряд способен накопить конденсатор при определенном напряжении, тем больше величина электрической емкости конденсатора. Емкость конденсаторов измеряют в фарадах (Ф). Это очень большая величина, которую на практике не применяют. В радиотехнике применяют конденсаторы от нескольких долей пикофарад (пФ) до сотен миллифарад (мФ).

Конденсатор — пассивный элемент, обладающий способностью запасать электрическую энергию. Количество электричества, накопленного в конденсаторе, прямо пропорционально его емкости С и приложенному напряжению U:

 

Q = C · U,

 

где Q – электрический заряд в кулонах, Кл; С – емкость в фарадах, Ф; U – напряжение в вольтах, В.

В цепи переменного тока реактивное сопротивление Х_с конденсатора (в Омах) равно

 

где Х_с – емкостное сопротивление конденсатора; f - частота, Гц; С - емкость, Ф.

По характеру изменения емкости различают постоянные, переменные, подстроечные конденсаторы. Конденсаторы, емкость которых постоянна и не изменяется в процессе эксплуатации, называют постоянными (постоянной емкости). Если емкость конденсаторов изменяется в процессе эксплуатации (например, настройка радиоприемников), то конденсаторы называют переменными (переменной емкости). Конденсаторы, емкость которых изменяют периодически в процессе эксплуатации (например, первоначальная настройка контуров при их сопряжении), называют подстроечными.