Varistor: Điện trở phụ thuộc điện áp

Varistor hay còn được gọi là điện trở phụ thuộc điện áp (Voltage Dependent Resistor - VDR), là một loại điện trở đặc biệt có điện trở thay đổi tùy thuộc vào điện áp được áp dụng. Ở điện áp hoạt động tiêu chuẩn, varistor thể hiện điện trở cao, hoạt động giống như một mạch hở. Tuy nhiên, điện trở của varistor giảm mạnh khi điện áp tăng đột biến vượt quá ngưỡng cụ thể. Sự thay đổi đột ngột này cho phép dòng điện dư chảy qua varistor, chuyển hướng nó khỏi các thành phần mạch nhạy cảm và bảo vệ nó khỏi bị hư hỏng. Varistor và thermistor đều là các loại linh kiện điện trở được sử dụng trong mạch điện tử, nhưng chúng có mục đích khác nhau và hoạt động dựa trên các nguyên lý khác nhau.

Các ứng dụng phổ biến của varistor bao gồm bảo vệ đường dây điện xoay chiều và bảo vệ các thiết bị điện tử khỏi các xung điện áp đột biến do sét đánh hoặc dao động lưới điện. Cùng với đó, Varistor cũng được sử dụng để bảo vệ mạch khỏi các xung điện áp hoặc xung đột điện áp, chẳng hạn như xung do sét đánh hoặc xung điện áp. Khi điện áp vượt quá ngưỡng nhất định, điện trở của varistor giảm đáng kể, cho phép nó kẹp điện áp và chuyển hướng dòng điện dư ra khỏi các thành phần nhạy cảm.

Một số đặc điểm của Varitor bao gồm:

• Độ nhạy điện áp: Điện trở giảm khi điện áp tăng.
• Thời gian phản hồi: Varistor có thời gian phản hồi nhanh với những thay đổi về điện áp.
• Độ bền: Chúng có thể bị suy giảm theo thời gian sau nhiều lần tiếp xúc với điện áp cao.

Thermistor: Điện trở nhạy nhiệt

Trái ngược với varistor, thermistor liên quan đến nhiệt độ. Các thành phần này về cơ bản là điện trở nhạy nhiệt độ (TSR) có giá trị điện trở thay đổi đáng kể theo sự biến động của nhiệt độ. Có hai loại thermistor chính:

• PTC (Positive Temperature Coeficient - Hệ số nhiệt độ dương): Như tên gọi của nó, điện trở của nhiệt điện trở PTC tăng theo nhiệt độ tăng. Chúng thường được sử dụng trong cầu chì có thể phục hồi hoặc các bộ phận gia nhiệt tự điều chỉnh.
• NTC (Negative Temperature Coeficient - Hệ số nhiệt độ âm): Ngược lại, nhiệt điện trở NTC thể hiện điện trở giảm khi nhiệt độ tăng. Chúng thường được sử dụng trong cảm biến nhiệt độ, nhiệt kế đo nhiệt độ và hệ thống kiểm soát nhiệt độ.

Nhiệt điện trở cung cấp nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Từ việc theo dõi nhiệt độ chất làm mát động cơ trong ô tô đến điều chỉnh nhiệt độ pin trong máy tính xách tay, nhiệt điện trở NTC đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động tối ưu. Mặt khác, nhiệt điện trở PTC được sử dụng trong các tình huống bảo vệ mạch điện, trong đó nhiệt độ tăng đột biến có thể kích hoạt phản ứng an toàn.

Một số đặc điểm của thermistor như sau:

• Phân loại: Có hai loại chính: Nhiệt điện trở NTC (Hệ số nhiệt độ âm), điện trở giảm khi nhiệt độ tăng, và nhiệt điện trở PTC (Hệ số nhiệt độ dương), điện trở tăng khi nhiệt độ tăng.
• Độ nhạy: Chúng có độ nhạy cao với những thay đổi về nhiệt độ.
• Thời gian phản hồi: Nhiệt điện trở có thể có thời gian phản hồi chậm hơn so với varistor, tùy thuộc vào ứng dụng và thiết kế.

Sự khác biệt giữa Varistor và Thermistor

Mặc dù cả varistor và thermistor đều là những thành phần quan trọng, nhưng chức năng và nguyên lý hoạt động của chúng lại khác nhau đáng kể:

• Tính chất điện: Varistor thể hiện điện trở phi tuyến tính, thay đổi đáng kể dựa trên điện áp. Ngược lại, nhiệt điện trở thể hiện mối quan hệ tuyến tính hơn giữa điện trở và nhiệt độ.
• Thành phần vật liệu: Varistor thường được làm bằng gốm oxit kim loại, trong khi nhiệt điện trở có thể được chế tạo từ nhiều vật liệu khác nhau như chất bán dẫn gốm, polyme hoặc thậm chí là hạt nhiệt điện trở.
• Phản ứng với các yếu tố môi trường: Varistor phản ứng với các xung điện áp, trong khi nhiệt điện trở nhạy cảm với các biến đổi nhiệt độ.
• Các lĩnh vực ứng dụng: Varistor vượt trội trong việc bảo vệ điện áp thoáng qua, trong khi nhiệt điện trở tỏa sáng trong các ứng dụng cảm biến và điều khiển nhiệt độ.

Varistor so với Thermistor: Khi nào nên sử dụng loại nào?

Việc lựa chọn giữa varistor và thermistor phụ thuộc vào nhu cầu cụ thể của mạch điện của người dùng:

• Bảo vệ điện áp: Varistor là lựa chọn lý tưởng nếu mạch điện của bạn cần được bảo vệ khỏi các xung điện áp và xung nhiễu.
• Cảm biến nhiệt độ: Khi việc đo hoặc kiểm soát nhiệt độ chính xác là rất quan trọng, thì nhiệt điện trở NTC hoặc PTC là các thành phần được ưu tiên.

Ví dụ, mạch cung cấp điện có thể sử dụng varistor để bảo vệ chống lại các tia sét tiềm ẩn. Đồng thời, bộ pin có thể tích hợp nhiệt điện trở NTC để theo dõi nhiệt độ bên trong vì mục đích an toàn.

So sánh mạch Varistor và mạch Thermistor

Một mạch đơn giản minh họa ứng dụng của varistor có thể bao gồm việc kết nối nó song song với một thiết bị điện tử nhạy cảm trên nguồn điện. Trong trường hợp có sự tăng đột biến điện áp, điện trở của varistor giảm xuống, chuyển hướng dòng điện dư thừa và bảo vệ thiết bị.

Mặt khác, mạch thermistor để cảm biến nhiệt độ có thể bao gồm việc đặt nó nối tiếp với một nguồn điện. Khi nhiệt độ tăng, điện trở của thermistor giảm xuống, gây ra sự thay đổi trong dòng điện, có thể đo được để xác định nhiệt độ.

Kết luận

Bằng cách hiểu được các chức năng riêng biệt của varistor và thermistor, bạn có thể điều hướng hiệu quả thế giới linh kiện điện tử. Hãy nhớ rằng, varistor là bộ bảo vệ quá áp, trong khi thermistor đóng vai trò quan trọng trong các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ. Việc lựa chọn linh kiện phù hợp giúp bạn thiết kế mạch điện mạnh mẽ và đáng tin cậy.