كيفية فهم البرنامج التعليمي لمتغير المكثف وأكسيد المعدن

ما هو مكثف أكسيد المعدن؟

المصطلح 'فاريستور' هو شكل قصير من المقاوم المتغير. ولذلك، فإن قيم المقاومات سوف تكون عرضة للتغيير مع الظروف الخارجية.

مقاومات أكسيد الفلز عبارة عن مقاومات تعتمد على الجهد والتي تنخفض مقاومتها مع زيادة الجهد عبرها. يتكون المكثف من كلمتين: متغير ومقاوم. ومع ذلك، لا يمكن تغيير هذه الأنواع من المقاومات المتغيرة يدويًا. تقوم المتغيرات بتغيير مقاوماتها تلقائيًا مع زيادة الفولتية.

بناء متغيرات أكسيد المعدن

تتكون المتغيرات من قطبين كهربائيين معدنيين ومركبات أكسيد معدني في شكل مسحوق مثل أكسيد الزنك أو أكسيد الكوبالت وما إلى ذلك. تعمل حبيبات الأكسيد المعدني مثل الوصلات PN للمواد شبه الموصلة مع بعضها البعض. عندما يتم تطبيق الجهد عبر الأقطاب الكهربائية، تبدأ المتغيرات في توصيل التيار ويتوقف التوصيل بمجرد إزالة الجهد الخارجي من الأقطاب الكهربائية.

مبدأ تشغيل متغيرات أكسيد المعدن

عندما ترتفع الفولتية الكهربائية أو تتغير الطاقة الكهربائية في الشبكة على الفور في الدائرة الكهربائية، تُعرف هذه الاضطرابات باسم العابرة. يقفز حجم الجهد إلى عدة آلاف فولت في فترة زمنية قصيرة ويمكن أن يؤدي إلى تلف الدائرة الكهربائية بشدة. تظهر إشارة عابرة في التيار المتردد أدناه:

تقلل المتغيرات من مقاومتها بمجرد ارتفاع الجهد، وبالتالي تعمل على توفير مسار مقاومة أدنى بديل لارتفاع الجهد. القيد الوحيد في حالة MOVs هو أنها مناسبة للعابرين بفاصل زمني قصير. وهي ليست مصممة لفترة طويلة من العابرين وتتدهور خصائصها عند تعرضها لمدة متكررة أو طويلة من العابرين.

منحنى المقاومة الثابتة للفاريستور

تظهر متغيرات أكسيد المعدن علاقة عكسية مع الجهد المطبق. تقل المقاومة مع زيادة الجهد . عندما يصل الجهد إلى القيمة القصوى، تصل المقاومة إلى القيمة الدنيا.

منحنى خصائص الفاريستور V-I

تتبع المقاومات الخطية نمط الخط المستقيم لكن المتغيرات لا تظهر السلوك الخطي حيث تنخفض مقاومتها مع زيادة الجهد.

تُظهر المنحنيات المميزة سلوكًا ثنائي الاتجاه للفاريستورات، ويشبه المنحنى خصائص ثنائيات زينر المتصلة من الخلف إلى الخلف. عندما تتوقف المتغيرات عن التوصيل، يتحول المنحنى إلى الاتجاه الخطي في حالة التوقف. أثناء التوصيل، يظهر المنحنى سلوكًا غير خطي.

سعة المكثف وجهود التثبيت

يشبه القطبان مع وسط أكسيد المعدن الوسيط للمكثف مكثفًا. يصبح الوسط عازلًا ويعمل المكثفات كمكثفات في أوضاع عدم التوصيل الخاصة بها.

تدخل MOVs في وضع التوصيل أعلى من قيم جهد التثبيت ولا تعمل تحت قيم جهد التثبيت. يمكن تعريف جهد التثبيت بأنه مستوى جهد التيار المستمر الذي يسمح بتدفق تيار قدره 1 مللي أمبير عبر جسم المكثف. يحدد مستوى جهد التثبيت هذا طريقة توصيل المكثفات.

في جهد التيار المستمر، لا يؤثر تأثير السعة كثيرًا، ويظل ضمن حدود أقل من مستوى جهد التثبيت. لكن في حالات جهد التيار المتردد، تحدث ظاهرة تسرب التيار. تنخفض مفاعلة التسرب مع زيادة التردد ويتم التعبير عنها كما في حالة المكثف أدناه:

تطبيقات الفاريستور

يمكن استخدام المتغيرات في أي دائرة كهربائية معرضة لارتفاع الجهد. يتم إضافته بالترتيب المتوازي مع حماية الدائرة الكهربائية. فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية للفاريستورات:

خاتمة

تعمل المتغيرات على حماية المعدات الكهربائية من ارتفاع الجهد الزائد. إنها تحمي الشبكات الكهربائية الحساسة من العوامل العابرة، تمامًا مثل قواطع الدائرة والصمامات التي تحمي من التيارات الزائدة. وهي متوفرة في نطاق من 10 إلى 1000 فولت، لكل من مستلزمات التيار المتردد والتيار المستمر.