O Trabalho Varistores

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

DISCIPLINA: ENGENHARIA DOS MATERIAIS

VARISTORES

Sobral – CE

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SUMÁRIO

      1.  O QUE SÃO VARISTORES? .............................................................................. 3

      2.  COMPOSIÇÃO DE UM VARISTOR ................................................................. 4

      3.  COMO UM VARISTOR FUNCIONA ................................................................ 4

      4.  REFERÊNCIAS ................................................................................................... 5

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1. O QUE É UM VARISTORES?

O Varistor é um tipo de resistor que só conduz energia se aplicada uma tensão muito alta. Ele pode ser utilizado na proteção de circuitos eletrônicos.

Os Varistores são projetados com materiais que conduzem corrente de forma extremamente ruim, ou seja, a condução só acontece quando for aplicada uma força maior que a rigidez dielétrica do material. Este componente só passa a conduzir corrente quando a tensão ultrapassar um limite, e este limite pode variar de acordo com a quantidade de material isolante que o componente possui.

Um varistor é composto por uma cadeia de cerâmica policristalina e os modelos mais utilizados atualmente são feitos com grãos de Óxido de Zinco.

Características importantes do varistor:

• Dispositivos cerâmicos, semicondutores e policristalinos;
• Feito à base de óxido de metal e óxido de zinco;
• Usado como dispositivo de proteção;
• Quanto maior a tensão, menor será sua resistência. Quanto menor a tensão, maior será sua resistência;
• Funciona em circuito de corrente alternada e corrente continua;
• Varistor comumente confundido com capacitor cerâmico disco;

Figura 1: Varistores

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Fonte: www.soldafria.com.br

Figura 2: Datasheet do varistor TNR14SE471K

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Fonte: datasheetgo.com

Curva característica de resistência do varistor

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Fonte: www.fvml.com.br

Conforme o aumento de temperatura, o material pode conduzir uma pequena quantidade de corrente elétrica, já que o ZnO se comporta como uma espécie de semicondutor. Ao receber energia externa (Energia térmica, luminosa ou até mesmo mais energia elétrica) os elétrons que estão nas camadas abaixo da camada de valência sobem para a última camada e assim conseguem circular pela cadeia de átomos.

A rigidez dielétrica é isso, e como já foi explicado, quando uma força maior do que a que mantém os elétrons na órbita dos átomos é aplicada, os elétrons acabam se soltando.

2. COMPOSIÇÃO DE UM VARISTOR

O Varistor é composto por dois eletrodos metálicos, que possuem uma determinada dimensão (T) para formar um campo elétrico. Cada eletrodo está ligado a um pino do componente. Entre os dois eletrodos estão os grãos de Óxido de Zinco, ou de outro material que possa ser utilizado na fabricação deste componente. É importante dizer que a distância entre os eletrodos, a quantidade de material aplicada entre eles influência na capacitância, na potência, na corrente de fuga, na tensão de ruptura, enfim, em todas as características do componente.

O invólucro é o acabamento, o revestimento do componente. Esse revestimento pode ser de cerâmica ou de outro material isolante.

Figura 3:Componentes do Varistor ZOV

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Fonte: www.electronics-tutorials.ws

O Varistor não possui uma certa cronologia da sua criação até os dias de hoje, ele apareceu ao longo dos anos para certas utilizações, que foram:

• Em 1927, a base de óxido de cobre. 
• Em 1930, aparição do Varistor feito de Carboneto de Silício (SiC).
• Em 1952, Varistor Western Electric.
• Em 1970, aparição dos varistores a base de Óxido de Zinco (ZnO).

Existe uma variedade de varistores de um simples Varistor de um motor de portão até um varistor de alta tensão, temos por exemplo os Varistores mais comuns são:

• Varistor à base de Óxido de Zinco (ZnO).
• Varistor à base de Dióxido de Estanho (SnO2).
• Varistor à base de Dióxido de Titânio (TiO2).

2.1. Varistores a Base de ZnO

As propriedades elétricas dos varistores de óxido de zinco são profundamente dependentes da composição química, do tipo de processamento empregado, da temperatura de sinterização e das taxas de aquecimento e resfriamento.

Uma composição característica típica consiste de 97,0% ZnO + 0,5% Bi2O3 +1,0% Sb2O3 + 0,5% CoO + 0,5% MnO2 + 0,5% Cr2O3 (% molar).

Figura 4: Micrografia MEV de um Varistor à base de ZnO

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Fonte: (Artigo) Varistores à base de SnO2: estado da arte e perspectivas.

 

3. COMO FUNCIONA UM VARISTOR

O varistor é um componente eletrônico, também conhecido como VDR, da sigla em inglês para Voltage Dependent Resistor, que traduzido significa resistor dependente de tensão. É um tipo de resistor que varia sua resistência à medida que uma diferença de potencial é aplicada entre seus terminais, porém seu comportamento é não linear.

O varistor possui semelhanças com o diodo zener, visto que ele possui uma alta resistência quando não está em sua tensão de operação, mas oferece uma baixa resistência quando passa de sua tensão de operação. Apesar das semelhanças, diferente do diodo zener, o varistor não conduz energia em apenas um sentido, sendo um elemento sem polaridade.