वैरिस्टर और मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर ट्यूटोरियल को कैसे समझें

मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर क्या है?

'वैरिस्टर' शब्द वेरिएबल रेसिस्टर का संक्षिप्त रूप है। इसलिए, अवरोधक मान बाहरी स्थितियों के साथ परिवर्तन के अधीन होंगे।

मेटल ऑक्साइड वेरिस्टर वोल्टेज पर निर्भर प्रतिरोधक होते हैं जिनका प्रतिरोध उनके पार वोल्टेज में वृद्धि के साथ गिरता है। वैरिस्टर दो शब्दों से मिलकर बना है: वेरिएबल और रेसिस्टर। हालाँकि, इस प्रकार के परिवर्तनीय प्रतिरोधों को मैन्युअल रूप से भिन्न नहीं किया जा सकता है। वैरिस्टर वोल्टेज में वृद्धि के साथ अपने प्रतिरोध को स्वचालित रूप से बदलते हैं।

मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर का निर्माण

वैरिस्टर में दो धात्विक इलेक्ट्रोड और पाउडर के रूप में धात्विक ऑक्साइड यौगिक होते हैं जैसे जिंक ऑक्साइड या कोबाल्ट ऑक्साइड इत्यादि। धात्विक ऑक्साइड कण एक दूसरे के साथ अर्धचालक पदार्थों के पीएन जंक्शन की तरह कार्य करते हैं। जब वोल्टेज को इलेक्ट्रोड पर लागू किया जाता है, तो वेरिस्टर करंट का संचालन करना शुरू कर देते हैं और जैसे ही इलेक्ट्रोड से बाहरी वोल्टेज हटा दिया जाता है, चालन बंद हो जाता है।

मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर का संचालन सिद्धांत

जब किसी विद्युत सर्किट में विद्युत वोल्टेज बढ़ जाता है या नेटवर्क में विद्युत शक्ति तुरंत बदल जाती है, तो इन गड़बड़ी को क्षणिक के रूप में जाना जाता है। वोल्टेज का परिमाण एक छोटे से अंतराल में कई हजार वोल्ट तक बढ़ जाता है और विद्युत सर्किट को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचा सकता है। एसी सिग्नल में क्षणिक नीचे दिखाया गया है:

जैसे ही वोल्टेज बढ़ता है वैरिस्टर अपना प्रतिरोध कम कर देते हैं और इसलिए वोल्टेज स्पाइक के लिए वैकल्पिक न्यूनतम प्रतिरोध पथ प्रदान करने का कार्य करते हैं। एमओवी के मामले में एकमात्र सीमा यह है कि वे छोटे अंतराल के क्षणिक के लिए उपयुक्त हैं। वे लंबी अवधि के क्षणभंगुर के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं और बार-बार या लंबी अवधि के क्षणभंगुर के संपर्क में आने पर उनकी विशेषताएं ख़राब हो जाती हैं।

वैरिस्टर स्थैतिक प्रतिरोध वक्र

मेटल ऑक्साइड वैरिस्टर लागू वोल्टेज के साथ विपरीत संबंध दिखाते हैं। वोल्टेज बढ़ने पर प्रतिरोध कम हो जाता है। जब वोल्टेज अधिकतम मान तक पहुँच जाता है, तो प्रतिरोध न्यूनतम मान प्राप्त कर लेता है।

वैरिस्टर V-I अभिलक्षण वक्र

रैखिक प्रतिरोधक एक सीधी रेखा पैटर्न का पालन करते हैं लेकिन वेरिस्टर रैखिक व्यवहार नहीं दिखाते हैं क्योंकि वोल्टेज में वृद्धि के साथ उनका प्रतिरोध गिर जाता है।

विशेषता वक्र वेरिस्टर के द्विदिश व्यवहार को दर्शाते हैं, और वक्र बैक-टू-बैक से जुड़े दो जेनर डायोड की विशेषताओं जैसा दिखता है। जब वेरिस्टर चालन बंद कर देते हैं, तो वक्र ऑफ स्टेट में रैखिक प्रवृत्ति में बदल जाता है। संचालन के दौरान, वक्र गैर-रैखिक व्यवहार दिखाता है।

वैरिस्टर कैपेसिटेंस और क्लैंपिंग वोल्टेज

वेरिस्टर के मध्यवर्ती धातु ऑक्साइड माध्यम के साथ दो इलेक्ट्रोड एक संधारित्र के समान होते हैं। माध्यम ढांकता हुआ बन जाता है और वेरिस्टर अपने गैर-चालन मोड में कैपेसिटर के रूप में कार्य करते हैं।

एमओवी क्लैम्पिंग वोल्टेज मान के ऊपर संचालन मोड में प्रवेश करते हैं और क्लैंपिंग वोल्टेज के नीचे संचालन नहीं करते हैं। क्लैम्पिंग वोल्टेज को डीसी वोल्टेज स्तर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो वैरिस्टर बॉडी के माध्यम से 1mA करंट के प्रवाह की अनुमति देगा। यह क्लैम्पिंग वोल्टेज स्तर वेरिस्टर के चालन मोड पर निर्णय लेता है।

डीसी वोल्टेज में, कैपेसिटेंस प्रभाव अधिक प्रभावित नहीं करता है, और यह क्लैंपिंग वोल्टेज स्तर से नीचे की सीमा के भीतर रहता है। लेकिन एसी वोल्टेज के मामलों में, लीकेज करंट की घटना होती है। आवृत्ति में वृद्धि के साथ रिसाव प्रतिक्रिया कम हो जाती है और इसे नीचे दिए गए संधारित्र मामले के रूप में व्यक्त किया जाता है:

वैरिस्टर अनुप्रयोग

वैरिस्टर का उपयोग किसी भी विद्युत सर्किट में किया जा सकता है जो वोल्टेज स्पाइक्स के संपर्क में है। इसे विद्युत परिपथ की सुरक्षा के साथ समानांतर व्यवस्था में जोड़ा जाता है। वेरिस्टर के कुछ प्रमुख अनुप्रयोग नीचे दिए गए हैं:

निष्कर्ष

वैरिस्टर विद्युत उपकरणों को ओवर वोल्टेज स्पाइक्स से बचाते हैं। वे नाजुक विद्युत नेटवर्क को क्षणिक से बचाते हैं, जैसे सर्किट ब्रेकर और फ़्यूज़ ओवर-करंट से बचाते हैं। वे एसी और डीसी आपूर्ति दोनों के लिए 10 से 1000 वोल्ट डिज़ाइन की रेंज में उपलब्ध हैं।