Resistencia Dependiente De La Tencion t405o

RESISTENCIA DEPENDIENTE DE LA TENSIóN CONCEPTO Un varistor es un componente electrónico con una curva característica similar a la del diodo. Los varistores suelen usarse para proteger circuitos contra variaciones de tensión al incorporarlos en el circuito de forma que cuando se active la corriente no pase por componentes sensibles. Un varistor también se conoce como Resistor Dependiente de Voltaje o VDR. La función del varistor es conducir una corriente significativa cuando el voltaje es excesivo. La resistencia VDR o Varistor, es una resistencia que depende de la tensión ya que, al aplicarle diferentes tensiones entre sus extremos, varía su resistencia de acuerdo con esas tensiones. La propiedad que caracteriza esta resistencia consiste en que disminuye su valor óhmico cuándo aumenta la tensión entre sus extremos. Ante picos altos de tensión se comporta casi como un cortocircuito. SIMBOLO Este tipo de resistencia se aplica mucho para proteger aparatos como televisores, ordenadores, DVD, aires acondicionados, etc.

La VDR se coloca en paralelo con la entrada del circuito electrónico, generalmente la entrada de la fuente de alimentación del aparato, como si colocáramos un condensador. La VDR nos protegerá el circuito cuando la tensión de la entrada empiece a aumentar fuera del límite previsto. comportándose como si fuera un cortocircuito y haciendo fundir el fusible que protege la entrada de alimentación.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO El tipo más común de varistor es el óxido metálico (MOV). Este contiene una masa cerámica de granos de óxido de zinc, en una matriz de otros óxidos de metal (como pequeñas cantidades de bismuto, cobalto y manganeso) unidos entre sí por dos placas metálicas (los electrodos). La región de frontera entre cada grano y su alrededor forma una unión de diodo, la cual permite el flujo de corriente en una sola dirección. Cuando un voltaje pequeño o moderado se aplica a través de los electrodos, sólo una corriente muy pequeña fluye, causada por las corrientes de fuga en las uniones del diodo. Cuando un gran voltaje se aplica, la unión de diodo se rompe debido a una combinación de emisión termoiónica y efecto túnel, produciendo que una gran cantidad de corriente fluya. El resultado de este comportamiento es una curva característica altamente no lineal, donde el MOV tiene una gran resistencia en bajas tensiones y una baja resistencia en altas tensiones. Cuando la tensión está por debajo de su "voltaje de disparo", éste funciona como un dispositivo regulador de corriente a operación normal, por lo que los varistores generalmente se usan como supresores de picos de tensión. Sin embargo, un varistor podría no limitar de forma exitosa la corriente de un evento como la caída de un rayo, donde la energía es mucho más grande de la que puede soportar. La corriente que fluye en el varistor podría ser tan grande que destruiría completamente el varistor inclusive, picos de tensión más pequeños podrían degradarlo. La degradación está definida por los gráficos, que relacionan corriente, tiempo y número de pulsos. El parámetro más importante que afecta la esperanza de vida del varistor es su energía consumida. La probabilidad de una falla catastrófica puede reducirse al ampliar el rango o al conectar más varistores en paralelo. Se dice que un varistor está completamente degradado cuando su voltaje de disparo ha cambiado cerca del 10%. En esta condición el varistor no se ve dañado y todavía se mantiene funcional típicamente, su tiempo de respuesta es del orden de los 5 a 25 nanosegundos y su voltaje de activación está comprendido entre 14V y 550V. Se utiliza como elemento "pararrayos" situado en los propios apoyos de la línea, desviando las sobretensiones a tierra, y también como elemento de protección en los by de los bancos de condensadores compensadores de reactancia de línea.

Curva característica del varistor de óxido de zinc (ZnO) y carburo de silicio (SiC)

ESPISIFICACIONES TECNICAS CARACTERISTICAS 1. Amplia gama de voltajes - desde 14 V a 550 V (RMS). Esto permite una selección fácil del componente correcto para una aplicación específica. 2. Alta capacidad de absorción de energía respecto a las dimensiones del componente. 3. Tiempo de respuesta de menos de 20 ns, absorbiendo el transitorio en el instante que ocurre. 4. Bajo consumo (en stabd-by) - virtualmente nada. (ciclo de trabajo) 5. Valores bajos de capacidad, lo que hace al varistor apropiado para la protección de circuitería en conmutación digital. 6. Alto grado de aislamiento. El pico máximo de corriente permitido a través del varistor depende de la forma del impulso, del ciclo de trabajo y del número de pulsos. Con el fin de caracterizar la capacidad del varistor para resistir impulsos de corriente, se permite generalmente que garantice un ‘máximo impulso de corriente no repetitiva’. Este viene dado por un impulso caracterizado por la forma del impulso de corriente desde 8 microsegundos a 20 microsegundos

siguiendo la norma “IEC 60-2”, con tal que la amplitud del voltaje del varistor medido a 1 mA no lo hace cambiar más del 10% como máximo. Un impulso mayor que el especificado puede ocasionar cortocircuitos o ruptura del propio componente; se recomienda por lo tanto instalar un fusible en el circuito que utiliza el varistor, o utilizar una caja protectora. EJEMPLO DE APLICACIóN Durante la aplicación de un impulso de corriente, una determinada energía será disipada por el varistor. La cantidad de la energía de disipación es una función de: 1.

La amplitud de la corriente.

2.

El voltaje correspondiente al pico de corriente.

3.

La duración del impulso.

4.

El tiempo de bajada del impulso; la energía que se disipa durante el tiempo entre 100% y 50% del pico de corriente.

5.

La no linealidad del varistor.

A fin de calcular la energía disipada durante un impulso, se hace con la referencia generalmente a una onda normalizada de la corriente. Esta onda esta prescrita por la norma “IEC 60-2 secciona 6” tiene una forma que aumenta desde cero al valor del pico en el tiempo corto, de una manera exponencial, o bien sinusoidal. Esta curva es definida por el tiempo principal virtual (t1) y el tiempo virtual al valor medio (t2) como el mostrado

El cálculo de energía durante la aplicación de tal impulso viene dado por la fórmula: E = Vpeak x Ipeak x t2 x K donde: Ipeak = corriente de pico Vpeak = voltaje a la corriente de pico K es un constante que depende de t2, cuando t1 va de 8 a 10 microsegundos T2(MICROSEGUNDOS) K 20

1

50

1.2

100

1.3

1000

1.4

La energía máxima no representa entonces la calidad del varistor, pero puede ser un indicio valioso cuando comparamos diversas series de componentes que tienen el mismo voltaje. CARACTERISTICAS ELECTRICAS Características típica V/I de un varistor de ZnOLa relación entre la tensión y corriente en un varistor viene dada por: V = C x Ib Dónde: V o

es el voltaje

o

C es el voltaje del varistor para una corriente de 1 A.

o

I es la corriente actual que atraviesa el varistor.

o

b es la tangente del ángulo que forma la curva con la horizontal. Este parámetro depende del material con que está fabricado el varistor; ¿en el caso del ZnO su valor es? = 0.035

Ejemplo: Supongamos una varistor con un valor de C = 230 V. a 1 A. y b = 0.035 (ZnO)

Entonces = C x Ib. Para una I =10−3 𝐴 Y para una I= 102 𝐴

𝑉 = 230 𝑋(10−3 )0,035 = 180𝑉 𝑉 = 230𝑋(+102 )0,035 = 180𝑉

LIMITACION DE TRANSITORIOS DE TENSIóN CON VARISTORES DE ZnO En el voltaje de alimentación Vi es derivado por la resistencia R (la resistencia de línea) y el varistor (-U) seleccionado para la aplicación.

VI =VR +VO VI =R x I + C x I Si la tensión de alimentación varía una cantidad DVI la variación de corriente será de DI y la tensión de alimentación podrá expresarse como: (VI+ DVI) =R x (I + DI) + C x (I+DI) b

Dado el valor pequeño de b (0.03 a 0.05), es evidente que la modificación de C x Ibserá muy pequeña comparada a la variación de R x I cuando V I aumente a VI + DVI Un aumento grande de VI conduce a un aumento grande de VR y un aumento pequeño de VO

BIBLIOGRAFIA http://www.ifent.org/lecciones/varistores/ https://es.wikipedia.org/wiki/Varistor http://electronica.webcindario.com/glosario.htm