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压敏电阻的主要功能是在电路受到过电压时钳位电压,吸收过电流,以保护敏感器件。具体地说,压敏电阻在电路之中经常被用作限压保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当非线性压敏电阻两侧出现过电压时,压敏电阻可以将电压钳位在一个相对固定的电压值,从而保护后续电路。这种保护机制对于防止电路中的敏感器件被过电压损坏是很重要的。
此外,压敏电阻还广泛应用于雷击、浪涌等瞬态过电压保护。在雷击或浪涌等极端情况之下,电路之中可能产生极高的过电压。如果没有有效的保护措施,这些过电压可能会对电路中的敏感器件造成严重的损坏。压敏电阻可以对这些过电压作出快速反应,通过钳位电压将其限制在安全范围之内,从而保护电路的正常工作。
压敏电阻的工作原理是基于材料的压电效应和可变电阻效应。具体地说,变阻器由压电材料和电极组成。当外力或压力使压敏电阻器之上的压电材料发生变形时,材料外部的电荷分布也会发生变化,从而引起电阻值的变化。这种变化是通过材料内离子的位移来实现的。当外力或压力作用于变阻器时,压电材料发生变形,使其中的离子发生位移,从而在材料外部产生电荷。这些电荷被电极收集起来,形成一个电压信号。通过测量该电压信号的变化,可以实时检测内部压力的变化。
在电子电路之中,变阻器的工作原理略有不同。压敏电阻两侧施加的电压低于它的阈值电压时,流过它的电流极小,它相当于一个电阻无穷大的电阻器。此时,变阻器在电路之中处于断开状态,对电路中的其他器件没有影响。然而,当施加在压敏电阻两侧的电压高于其阈值时,流过压敏电阻的电流急剧增加,电阻值迅速下降。这时,压敏电阻就相当于一个闭合的开关,它迅速地将电路中的过量电流导入地线或其他安全区域,从而保护电路。