1

Rezistoare

Rezistorul reprezintă o componentă pasivă de tip dipol, realizată în scopul obţinerii unei impedanţerezistive cu o comportare cât mai apropiată de cea ideală într-o bandă de frecvenţă cât mai mare şiconcentrată intr-un volum cât mai mic. Parametrul fundamental al rezistorului îl reprezintă rezistenţa electrică.De aceea în practică se utilizează şi denumirea de rezistenţă pentru componentă.

Principalele aplicaţii ale rezistoarelor sunt polarizarea componentelor active, controlul amplificării,fixarea unor constante de timp, divizarea tensiunii sau a curentului, adaptarea sarcinilor pentru diverse circuite,generarea căldurii. Rezistoarele reprezintă aproximativ 30-40% din numărul componentelor unui echipamentelectronic.

Majoritatea rezistoarelor utilizate sunt liniare adică au caracteristica U-I liniară (U/I=R este o constantă),dar există şi rezistoare neliniare, a căror rezistenţă este puternic dependentă de anumiţi factori exteriori catemperatura pentru termistoare, tensiunea pentru varistoare sau lumina pentru fotorezistoare. Constructiv,rezistoarele sunt fixe atunci când rezistenţa se stabileşte în procesul de fabricaţie şi rămâne aproximativconstantă în timpul funcţionării, sau variabile atunci când rezistenţa se poate modifica între anumite limitestabilite în procesul de fabricaţie. Din punctul de vedere al modului de realizare a elementului rezistiv,principalele tipuri sunt rezistoarele bobinate, cele peliculare şi cu folie metalică.

Principalii parametri ai unui rezistor sunt:

- rezistenţa nominală Rn şi toleranţa acesteia t. Rn reprezintă valoarea rezistenţei marcată în clar sau încodul culorilor pe corpul rezistorului, alături de toleranţă. Aceasta reprezintă abaterea maximă a valori reale faţăde Rn.

%100max

Rn

RnRt (R.1)

Valorile nominale ale rezistenţelor se realizează discontinuu conform unor serii de valorii standardizateîn funcţie de anumite clase de toleranţă.

- puterea nominală Pn reprezintă puterea maximă ce poate fi disipată de un anumit tip de rezistor înregim staţionar la o funcţionare îndelungată fără a se modifica valoarea rezistenţei. Pn este marcată în clar pecorpul rezistoarelor bobinate iar pentru cele peliculare se poate deduce din dimensiunile rezistorului. Depăşireaputerii nominale duce în general la distrugerea rezistorului prin întrerupere. Rezistorul poate fi utilizat la oputere disipată maxim admisă PdM=Pn, doar la temperaturi mai mici decât o temperatură, numită temperaturanominală θn. Pentru temperaturi mai mari, puterea disipată maxim admisă scade liniar ca şi în figura R.1, undeθm reprezintă temperatura maximă a corpului rezistorului în condiţiile unui curent de sarcină nul. Temperatura

θ

Pd

θn

Figura R.1 Puterea disipatămaxim admisă în funcţie de

temperatură

Pn

θm

2

θm reprezintă de asemenea şi temperatura maximă de stocare a rezistorului. În domeniul de temperaturiθn<θ<θm, puterea disipată maxim admisă se poate calcula cu relaţia R.2:

nm

mPnPd M

)( (R.2)

Pentru siguranţă în funcţionare se recomandă utilizarea rezistoarelor la o putere disipată Pd≤0,5PdM.

-tensiunea nominală Un reprezintă tensiunea electrică maximă continuă sau efectivă ce se poate aplicarezistorului în timp de funcţionare îndelungată fără a se modifica valoarea rezistenţei.

O serie de rezistoare, având diferite valori Rn este caracterizată de anumite valori pentru Pn şi Un.Dintre toate valorile nominale al rezistenţelor există o singură valoare nominală numită rezistenţă nominalăcritică Rnc ce poate fii utilizată simultan şi la puterea nominală şi la tensiunea nominală:

Pn

UnRnc

2

(R.3)

Pentru rezistoare având Rn<Rnc trebuie limitată tensiunea de lucru la valori mai mici decât Un, iarpentru Rn>Rnc se va limita puterea disipată maxim admisă la valori mai mici decât puterea nominală, chiar şi latemperaturi mai mici decât θn.

-coeficientul de variaţie cu temperatura a rezistenţei:

Cppm

d

dR

RR

1(R.4)

Pentru o variaţie liniară cu temperatura a rezistenţei, αR exprimă abaterea relativă a valorii rezistenţei lavariaţia temperaturii cu un grad celsius.

- tensiunea electromotoare de zgomot. Rezistoarele prezintă în general un zgomot termic datorat mişcăriitermice aleatoare a electronilor şi un zgomot de curent din cauza trecerii fluctuante a curentului printreparticulele materialului rezistiv. Prin ambele mecanisme, atunci când rezistorului i se aplică o tensiune continuă,între terminalele rezistorului se creează o tensiune variabilă aleatoare, numită tensiune electromotoare dezgomot. Zgomotul este dependent de tensiunea aplicată, dimensiunile fizice ale rezistorului, de materialulrezistiv utilizat. Pentru rezistoarele variabile poate să apară şi un zgomot datorat deplasării cursorului sau dincauza unui contact imperfect între cursor şi elementul rezistiv. Valoarea efectivă a tensiunii electromotoare dezgomot termic se determină cu relaţia (R.5):

fkRTERMS 4 [V] (R.5)

unde k este constanta lui Boltzmann (1,38·10-23 J/K), R[Ω] valoarea rezistenţei, T[K] temperatura învalori absolute şi Δf[Hz] banda de frecvenţe în care se determină zgomotul respectiv.

Zgomotul de curent se exprimă de obicei prin intermediul factorului de zgomot, acesta fiind dat deraportul dintre valoarea efectivă a tensiunii electromotoare de zgomot şi tensiunea continuă aplicată rezistorului.

F=ERMS/UDC[μV/V] (R.6)

3

Zgomotul de curent devine nesemnificativ odată cu creşterea frecvenţei, comparativ cu zgomotul termic,ceea ce se poate observa şi în figura R.2.

Odată cu modificarea frecvenţei se poate modifica şi impedanţa rezistorului. Deoarece între diferitelepuncte ale unui element rezistiv există diferenţe de potenţial, vor apare capacităţi distribuite în paralel cuelementul rezistiv sau capacităţi faţă de punctul de masă, toate acestea pot fii echivalate cu o capacitate C , înparalel. Pentru un centimetru lungime element rezistiv, C poate ajunge până la 0,08pF. Capacităţile parazite faţăde punctul de masă sau faţă de alte elemente de circuit pot fi neglijate dacă distanţa dintre rezistor şi traseul demasă sau elementele respective este mai mare decât 2-3 diametre ale corpului rezistorului. Din cauza câmpuluimagnetic creat de trecerea curentului printr-un element conductor apar şi o inductanţă parazită. Astfel pentru unconductor cu lungimea de un centimetru şi diametrul de 0,8 milimetri inductanţa parazită este de aproximativ4,5nH. Inductanţele parazite datorate terminalelor şi elementului rezistiv pot fi echivalate printr-o inductanţa L,în serie, ca şi în figura R.3. Valorile elementelor parazite L şi C depind de materialul rezistiv şi de distribuţia sageometrică. Prin tehnologia de fabricaţie se poate obţine relaţia dorită între R, L şi C urmărindu-se o anumităcomportare a rezistorului într-o anumită bandă de frecvenţă. Frecvenţa maximă de utilizare a rezistorului esteacea frecvenţă pentru care diferenţa relativă dintre impedanţa Z şi rezistenţa RDC în curent continuu este cel multegală cu toleranţa rezistenţei.

fzgomotul de

curent

zgomotultermic

zgomotultotal

nive

lul d

e zg

omot

[dB

]

Figura R.2 Nivelul de zgomot alrezistoarelor

R L

C

Figura R.3 Schemaechivalentă a unui

rezistor

f

DCR

Z

Figura R.4 Impedanţa rezistoarelorîn funcţie de frecvenţă

4

Rezistoarele bobinate sunt primele tipuri de rezistoare care au fost produse în practică. Se realizează prinbobinarea unui conductor de mare rezistivitate (aliaje cupru-nichel, cupru-mangan-nichel, nichel-crom) pe unsuport dielectric (ceramic sau din fibre de sticlă), ca şi în figura R.5. Capetele elementului rezistiv suntconectate la terminale prin intermediul unor căpăcele metalice. Pentru puteri mari de lucru se utilizeazăterminale plate.

Forma rezistoarelor bobinate este în general cilindrică, dar pot fi şi tubulare pentru rezistoarele de mareputere. Deoarece se utilizează în general în aplicaţiile de putere, elementul rezistiv este protejat prin acoperire cuo glazură sau cu ciment siliconic, apoi acesta se introduce într-un corp ceramic sau metalic. Pentruîmbunătăţirea condiţiilor termice, spaţiul dintre elementul rezistiv şi corpul ceramic este umplut cu nisip decuarţ sau lac siliconic, aceste materiale fiind bune conductoare termice.

Principalele avantaje ale rezistoarelor bobinate sunt puterea nominală mare, temperatura maximă de lucru mare,posibilitatea realizării unor rezistenţe nominale de valoare redusă şi precizie ridicată. Dezavantajele sunt faptulcă valoarea maximă a rezistenţei care se poate realiza este relativ redusă, inductanţa parazită este mare,

dimensiunile sunt mari, preţul este relativ mare şi sunt sensibile la şocuri mecanice.

Cronologic, după rezistoarele bobinate au apărut rezistoarele de volum, numite şi compozite. Au apărutca o necesitate, deoarece prin intermediul rezistoarelor bobinate nu se puteau obţine rezistenţe mai mari decâteva sute de kΩ. Elementul rezistiv este constituit dintr-o masă compactă realizată pe bază de grafit. Deşi aufost utilizate frecvent în circuitele de uz general, din cauza faptului că prezintă un factor de zgomot mare,prezintă o îmbătrânire rapidă în timp şi o variaţie mare a rezistenţei cu temperatura şi tensiunea, în prezent numai sunt utilizate în mod curent.

Al treilea tip de rezistoare sunt cele cu peliculă de carbon. Elementul rezistiv este realizat dintr-opeliculă de carbon, depusă pe toată suprafaţa laterală a unui suport ceramic, ca şi în figura R.6. Grosimeapeliculei este de 0,3–1,5μm. Pentru conectarea terminalelor la elementul rezistiv se mai depune la capete opeliculă de nichel. Rezistenţa maximă a peliculei de carbon este aproximativ 3kΩ. Creşterea valorii şi ajustareaare loc prin spiralarea elementului rezistiv (rezistenţa creşte de 5 – 2000 ori). Elementul rezistiv este protejat cu

diverse lacuri electroizolante.În general, rezistenţa nominală minimă pentru rezistoarele cu peliculă de carbon este de 10–300Ω. Pentrucompletarea seriilor standardizate cu valorile mai mici se utilizează o peliculă de nichel în locul celei de carbon.

4

1 2

4

3 35

7 6

1. Suport dielectric2. Conductor rezistiv3. Căpăcele metalice4. Terminale5. Ciment siliconic6. Nisip de cuarţ7. Corp ceramic

Figura R.5 Forma constructivă a unui rezistor bobinat

1 2

4

3

5

61.Peliculă carbon spiralată2. Peliculă de nichel3. Suport dielectric4. Terminale5. Aliaj de lipit6. Lac de protecţie

Figura R.6 Structura constructivă a unui rezistor cu peliculă decarbon

5

Zgomotul este mare, prezentând atât zgomot termic cât şi de curent. Factorul de zgomot se poate calcula curelaţia aproximativă

V

VRF

1000

log2 10 (R.7)

Sunt componente de uz general pentru circuite electronice în care stabilitatea şi precizia nu sunt elementecritice.

Rezistoare cu peliculă groasă se realizează prin arderea controlată a unei paste rezistive depusă pe unsuport izolant; grosimea peliculei fiind de aproximativ 5-50μm. Pastele rezistive pot fi realizate pe bază de sticlăşi polimeri organici fiind numite în acest caz, cermeturi (originea acestei denumiri fiind dată de primele pasterezistive realizate dintr-un amestec iniţial de materiale ceramice şi pulberi metalice), amestecate cu pulberi fineale unor metale, aliaje metalice sau oxizi metalici. Pastele rezistive pot fi conductive, realizate pe bază demetale ca aur, argint, platină şi aliaje ale acestora. De asemenea pastele rezistive pot fi dielectrice, realizate pebază de amestecuri de pulberi de sticlă, pulberi ceramice şi oxizi de titan sau aluminiu. Rezistivitatea şi variaţiacu temperatura sunt dependente atât de tipul materialelor utilizate cât şi de raportul dintre particoleleconductoare şi cele izolatoare. Prin adăugarea unor materiale ca MnO2 sau CuO se poate modifica αR în sensulnegativării sau pozitivării acestuia. Suportul izolant predominant este din alumină (Al2O3+ceramică) sauceramic. Rezistoarele cu pelicule groase pot fi cilindrice, având o structură constructivă asemănătoare cu cea arezistenţelor cu peliculă de carbon sau pot fi paralelipipedice. Sunt rezistoare de precizie medie, fiind însă maistabile comparativ cu cele cu peliculă de carbon. Sunt cele mai bune din punct de vedere al raportului preţperformanţă.

Pentru rezistoarele cu peliculă metalică, aceasta este realizată prin metode specifice tehnologieistraturilor subţiri cu o grosime de 50nm–1μm, din aliaje de crom, nichel, fier, cupru, mangan, din cermeturi pebază de oxizi metalici şi pelicule conductive din aur sau aluminiu pentru conectarea terminalelor. Pelicularezistivă se depune pe un suport dielectric din alumină, sticlă, cuarţ, ceramică sau siliciu oxidat. Alegerea tipuluide suport dielectric este importantă pentru rezistoarele de precizie. Ca formă constructivă sunt asemănătoare cucele cu peliculă groasă. Sunt rezistoare de precizie, preţul lor fiind mai mare decât cel al rezistoarelor cu peliculăgroasă. Se utilizează în circuitele electronice pentru care precizia este importantă.

Rezistoarele cu peliculă de oxizi metalici au elementul rezistiv realizat dintr-o peliculă rezistivă depusăprin hidroliza clorurii de staniu, având o grosime de 0,5–1,5μm. Structura constructivă este asemănătoare cu ceaa rezistoarelor cu peliculă de carbon. Principalul avantaj al acestor tipuri de rezistoare este stabilitateaparametrilor peliculei rezistive şi la temperaturi mari (300°C), rezultînd creşterea puterii nominale pentrudimensiuni reduse ale rezistorului. Dezavantajul acestor rezistoare este însă stabilitatea slabă la acţiunea altorfactori externi (timp, umiditate), nefiind utilizate în circuite în care precizia este importantă.

Atât în tehnologia peliculelor groase cât şi în cea a peliculelor metalice subţiri se pot realiza rezistoare

peliculare de tip chip pentru montarea în circuitele electronice realizate în tehnologia SMD (dispozitive cumontare pe suprafaţă). Aceasta cuprinde un ansamblu de operaţii automate având ca rezultat fixarea unorcomponente miniaturizate pe suprafaţa circuitului imprimat. Există o mare diversitate de astfel de rezistoare,fiind cantitativ cele mai utilizate în prezent. Diversitatea diferitelor tipuri de astfel de rezistoare este dată dematerialele utilizate pentru suportul dielectric, terminale şi în funcţie de dimensiuni şi modul de contactare pecablajul imprimat. În general există trei tipuri de terminale, pentru lipire cu cositor, pentru conectare cu adezivi

1. peliculă rezistivă2. terminale3. suport ceramic (izolator)4. lac de protecţie

1 432

Figura R.7 Forma constructivă a unui rezistor de tip chip

6

conductori şi pentru conectare prin conductoare sudate. În figura R.7 se prezintă forma constructivă a unui astfelde rezistor.Caracteristicile sunt cele tipice tehnologiei respective, în funcţie de tipul peliculei rezistive utilizate.Temperatura maximă de funcţionare este 150ºC, indiferent de temperatura maximă la care rezistă pelicularezistivă şi indiferent de puterea nominală a rezistorului, pentru a se evita degradarea conexiunilor. Se realizeazărezistoare chip pentru puteri nominale cuprinse între 0,025W şi 10W. Puterea maximă de utilizare depinde şi detipul substratului pe care este realizat cablajul imprimat, precum şi de modul de contactare al rezistorului pecablaj. Deoarece rezistoarele de tip chip au dimensiuni reduse, rezultă scăderea semnificativă a elementelorparazite.

Pentru circuitele de precizie şi stabilitate foarte ridicată se utilizează rezistoare cu folie metalică. Elementulrezistiv este realizat dintr-o folie metalică depusă pe un suport dielectric. Depăşesc performanţele tuturorcelorlalte tipuri de rezistoare. Folia metalică este prelucrată mecanic păstrându-se calitatea materialului utilizat,faţă de peliculele metalice care suferă modificări moleculare în timpul depunerii pe suportul dielectric. Foliarezistivă este realizată dintr-un aliaj crom–nichel şi are o grosime între 2 şi 8μm. Folia este prelucrată astfelîncât vor exista o mulţime de bucle rezistive cu o structură relativ complexă, asemănătoare cu cea din figuraR.8. Uzual toleranţa acestor tipuri de rezistoare este t=0,01%, dar se comercializează şi rezistoare cu toleranţat=0,001%. Coeficientul de variaţie cu temperatura are de asemenea valori foarte mici, stabilitatea este foartebună, iar zgomotul este foarte mic, fiind practic nemăsurabil. Elementele reactive parazite sunt de asemenea devaloare foarte redusă. Scăderea inductanţei parazite s-a realizat prin faptul că două trasee alăturate sunt parcursede acelaşi curent, dar de sens opus, astfel că fluxurile magnetice rezultate se anulează reciproc. Capacitateaparazită totală este foarte mică, deoarece este rezultatul înserierii mai multor capacităţi parazite.

Reţelele rezistive se realizează în tehnologia straturilor subţiri, a straturilor groase şi cu folie metalică. Oreţea rezistivă cuprinde mai multe rezistoare realizate pe acelaşi substrat şi în aceeaşi capsulă. Parametrii suntcei specifici tehnologiei utilizate. Rezistoarele din interiorul reţelei pot fi conectate între ele sau pot findependente. Conectarea se face conform unor scheme specifice ca divizor de tensiune, punte, circuite pentrucomanda afişajelor, etc. Principalele avantaje sunt reducerea dimensiunilor circuitului, precizie şi stabilitate maibună a parametrilor circuitului datorită dispersie mai reduse a parametrilor rezistoarelor.

Rezistoarele variabile numite şi potenţiometre, sunt rezistoare a căror rezistenţă poate fi modificată prindeplasarea rectilinie sau circulară a unui contact mobil numit cursor pe suprafaţa unui element rezistiv delimitatde două contacte electrice. Oricare potenţiometru are cel puţin 3 terminale.

În funcţie de rolul pe care îl au într-un circuit electronic, se numesc rezistoare variabile, figura R.9a,(rezistenţa poate fi modificată oricând în timpul funcţionării circuitului) sau semivariabile, figura R.9b,(modificarea valorii se face o singură dată la punerea în funcţiune a circuitului sau pentru reglări periodice).Elementul rezistiv poate fi bobinat, pelicular sau cu folie metalică. De asemenea potenţiometrele pot fi cu unsingur element rezistiv, simple sau multiple cu mai multe elemente rezistive care pot fi reglate independent(fiecare cursor pe câte un ax), în tandem (toate cursoarele acţionate de acelaşi ax) sau combinate.

Folie metalică

Canale pentruajustarea valoriirezistenţei

Figura R.8 Structura constructivă aunui rezistor cu folie metalică

7

Principalul element tehnologic al rezistoarelor variabile deosebit faţă de rezistoarele fixe îl reprezintăcursorul (cursor propriu zis+portcursor). El poate fi din metal (bronz, aliaje nichel-cupru-zinc) sau grafit. Întimpul deplasării sale, cursorul trebuie să nu uzeze elementul rezistiv, să facă un contact sigur în orice poziţie, să

nu se oxideze. Portcursorul asigură deplasarea mecanică a cursorului şi transmite prin intermediul unui colector(lamelă metalică) contactul electric al cursorului, izolat faţă de sistemul de deplasare mecanică. În funcţie demodul de deplasare al cursorului, rezistoarele variabile pot fi circulare, rectilinii sau multitură. De asemenea potfi cu întrerupător sau cu comutator.

Denumirea de termistor se utilizează pentru rezistoare a căror rezistenţă este puternic dependentă detemperatură. În funcţie de modul de variaţie a rezistenţei cu temperatura cele pentru care αR<0 se numesctermistoare NTC iar cele pentru care αR>0 se numesc termistoare PTC. Pot fi utilizate în regim de încălzireindirectă în condiţiile stabilite de temperatura mediului ambiant, puterea disipată proprie fiind neglijabilă, sau înregim de încălzire directă datorată curentului ce trece prin termistor, puterea disipată fiind importantă.

Termistoarele NTC sunt realizate prin amestecul unor pulberi ceramice care au în componenţă oxiziiunor metale (crom, mangan, nichel, fier, cobalt). Legea de variaţie e rezistenţei cu temperatura este dată derelaţia:

T

B

T eAR (R.8)

unde T este temperatura absolută a termistorului, iar A şi B sunt constante. A depinde de forma şi dimensiuniletermistorului reprezentând valoarea rezistenţei termistorului la temperaturi foarte mari. B depinde de materialuldin care este realizat termistorul, caracterizând sensibilitatea acestuia. Valorile uzuale sunt între 2000 şi 5000grade Kelvin. În figura R.10 este prezentată caracteristica tipică tensiune curent a unui termistor NTC. Înporţiunea AB, pentru curenţi mici puterea disipată de termistor este prea mică pentru a determina creştereatemperaturii termistorului prin încălzire proprie şi termistorul funcţionează ca şi un rezistor liniar. În porţiuneaBC puterea disipată este suficient de mare pentru a determina încălzirea proprie a corpului termistorului, astfelcă rezistenţa acestuia scade semnificativ. În continuare, creşterea curentului va determina o scădere puternică arezistenţei, pentru o anumită valoare a curentului căderea de tensiune pe termistor având o valoare maximă înpunctul C. Creşterea curentului peste valoarea corespunzătoare maximului de tensiune va determina apariţiaunei zone de rezistenţă negativă în porţiunea CD a caracteristicii. În această zonă puterea disipată depăşeşte îngeneral puterea nominală datorată ambalării termice a rezistorului. Pentru curenţi foarte mari odată cu creştereatemperaturii corpului termistorului scade şi valoarea absolută a coeficientului αR, rezultând din nou ocaracteristică crescătoare.

Principala aplicaţie a termistoarelor NTC este utilizarea ca senzor de temperatură.

a

b

Figura R.9a) rezistoare variabileb) rezistoare semivariabile

8

Termistoarele PTC sunt realizate în principal din soluţii pe bază de titanat de bariu. Coeficientul αR>0 şi foartemare în valoare absolută doar într-un domeniu restrâns de temperaturi, Tm<T<TM, de ordinul zecilor de grade. Încest domeniu legea de variaţie e rezistenţei cu temperatura, figura R.11, este dată de relaţia:

BTeCAR (R.9)

unde A, B şi C sunt constante. În afara acestui domeniu de temperaturi αR<0. TS se numeşte temperatură de comutaţie,are valori cuprinse între 6 şi 150°C, în funcţie de caracteristicile constructive ale termistorului şi estetemperatura de la care se utilizează termistorul. Caracteristica practică importantă a termistorului PTC esteposibilitatea de a trece rapid de la o rezistenţă mică de câţiva Ω la o rezistenţă mare de ordinul sutelor de kΩnefiind importantă legea de variaţie dintre aceste două stări.

Principalele aplicaţii sunt demagnetizarea tuburilor cinescop color, sesizarea unor modificări detemperatură şi realizarea unor echipamente de avertizare, protecţia unor circuite la suprasarcini, în acest caztermistorul PTC având funcţia de siguranţă resetabilă.

Varistoarele sunt rezistoare pentru care rezistenţa este determinată de tensiunea la borne. Se realizeazădin carbură de siliciu, oxid de zinc sau dioxid de titan. În figura R.12 sunt prezentate caracteristica R(U) şicaracteristica U(I) în coordonate logaritmice. În cadrul caracteristicii U(I) se disting trei zone. În zona 1rezistenţa varistorului are valori mari (>10MΩ), caracteristica aproximându-se cu o dreaptă. Prin varistor circulăun curent rezidual, de ordinul a 100-300A. Această porţiune se mai numeşte şi zona de aşteptare. În regiunea 2,

A

BC

D

U

IFigura R.10 Caracteristica

tensiune curent a unui termistorNTC

R

T

Tm TS TM

Rm

2Rm

Figura R.11 Variaţiarezistenţei cu temperaturapentru un termistor PTC

9

numită şi zonă de protecţie are loc funcţionarea normală a varistorului. Relaţiile de legătură dintre tensiune şicurent sunt:

I=k·Uα sau U=C·Iβ (R.10)

unde k şi C sunt constante ale varistorului, iar α şi β sunt coeficienţi de neliniaritate. Zona a 3-a se numeşteregiune de ridicare, în care curentul are valori apropiate de cea maxim admisă, de ordinul amperilor. Rezistenţavaristorului scade semnificativ, având valori mai mici de 10Ω.

Varistoarele sunt caracterizate de trei tensiuni importante:-UM tensiunea maxim admisă în funcţionare continuă. Aceasta se utilizează ca referinţă pentru măsurarea

curentului rezidual.- Un tensiunea nominală, care este tensiunea măsurată la terminalele varistorului pentru un curent de

1mA. De la aceste valori începe practic regimul normal de funcţionare a varistorului. Această tensiune se mainumeşte impropriu şi tensiunea de străpungere a varistorului.

- Uc tensiunea maximă de limitare. Principala aplicaţie a varistoarelor o reprezintă limitareasupratensiunilor perturbatoare. Din acest motiv solicitările varistorului la un curent mai mare de 1mA sedetermină prin aplicarea unor tensiuni sub formă de impulsuri. Uc reprezintă valoarea de vârf a tensiunii careapare la terminalele varistorului în condiţiile aplicării unui impuls de curent specificat.

R

U

logU

logI

1 2

3

Figura R.12 Caracteristici tipice unui varistora) rezistenţă tensiune b) tensiune curent

a b