Varistor, včasih imenovan tudi “napetostno odvisen upor”, je del električnega vezja, ki pomaga pri kanaliziranju in preusmerjanju voltov, da ohrani raven energije, ki teče skozi njo, konstantna. Razumevanje posebnosti tega, kaj počne in kako deluje, je lahko zapleteno. Na zelo splošni ravni pa te komponente delujejo kot notranje prenapetostne zaščite in pomagajo ohranjati električne tokove v določeni napravi. Običajno so izdelani iz kovinskih kompozitov, ki so bili posebej oblikovani za absorpcijo in prevajanje električne energije na določenih ravneh, čeprav se običajno ne štejejo za prave prevodnike. Skoraj vsi sodobni električni aparati jih vsebujejo in so morda najbolj očitni in najpomembnejši pri stvareh, kot so generatorji in transformatorji, ki prejemajo redne prenapetosti visokonapetostnih tokov.
Kaj počne?
Beseda »varistor« je kombinacija besed »spremenljivka« in »upor« in preprosto to počne ta komponenta: upira se elektriki glede na količino energije, ki teče mimo, in intenzivnost te energije. Njegova glavna vloga je, da deluje kot bolj ali manj iskriška reža, ki ščiti vezja pred nepreverjeno napetostjo. Brez njih bi lahko električni tokovi prosto tekli skozi sistem na visokih ravneh. To je lahko nevarno za ljudi in tudi tvega “cvrtje” ali poškodbe samega vezja.
Te komponente so pogosto zelo majhne, čeprav je njihova velikost običajno relativna glede na vrsto naprave ali aparata, pri katerem so težave. V manjših napravah, kot so osebni računalniki ali domača elektronika, običajno niso več kot 0.4 palca (1 cm) v premeru, v generatorjih in transformatorjih pa so lahko veliko večji. Večina je okroglih in na splošno imajo dva zatiča ali izboklina, ki segata iz njih in v vezje ne glede na to, kar delajo za zaščito. Mnogi najmanjši primerki so okrogle oblike in pogosto spominjajo na majhne kovance ali drobne baterije, čeprav so pogosti tudi modeli kvadratne oblike. Pri videzu je veliko razlik, veliko pa je povezano s posebnostmi uporabe. Majhne osebne naprave imajo nujno drugačne potrebe kot večje, zmogljivejše stvari, kot so telekomunikacijska vozlišča in računalniški strežniki.
Najpogostejša uporaba
Večina naprav, ki uporabljajo električno energijo, potrebuje zatiranje napetosti, kar pomeni, da skoraj vsaka elektronska naprava, od budilk do industrijskih strojev, potrebuje spremenljiv upor. V majhnih napravah ta komponenta ni pogosto zelo opazna in pogosto deluje v povezavi z drugimi ukrepi za preverjanje napetosti, da zagotovi osnovno zaščito pred prenapetostjo. Prenapetostne zaščite – dolgi trakovi vtičnic, ki se vtikajo v stenske vtičnice – so nekaj najpogostejših krajev, kjer lahko najdete te upore po hiši. Vendar so večji stroji tisti, ki so bolj odvisni od njih.
Stvari, kot so transformatorji, telefonske stikalne plošče in velike mehanske naprave, so pogosto odvisne od močnih uporov, da bi preprečili popolno taljenje in nevarne delovne pogoje. Varistorji v teh nastavitvah so ponavadi nekoliko močnejši in imajo pogosto možnost, da sprožijo izklop celotne naprave v primeru, da se zaznajo previsoke napetosti. To običajno zahteva takojšnja popravila in morebitno zamenjavo senzorske naprave, vendar lahko v večini primerov reši napravo kot celoto.
Kako deluje
Na splošno te komponente delujejo tako, da premikajo tokove skozi vrsto ionsko nabitih delcev, stisnjenih med dve nasprotujoči si kovinski plošči, da ustvarijo ovire in stičišča, ki učinkovito usmerjajo tokove na določena mesta. Najpogostejši tip je znan kot kovinski oksidni varistor ali MOV. Primeri v tej kategoriji uporabljajo zrna cinkovega oksida, da absorbirajo in bolj ali manj ujamejo tekoče tokove ter prisilijo te tokove, da tečejo v samo eno smer. Ko se tokovi podvojijo sami, obstaja povečano tveganje za težave.
Zrna običajno nosijo električni naboj sama po sebi, kar pomaga pri absorpciji in usmerjanju tokov. V večini primerov vodi tudi do povečane prilagodljivosti. Majhni tokovi z nizko do zmerno napetostjo prehajajo čez plošče in običajno ne zahtevajo veliko ukrepanja. Visokonapetostni tokovi lahko preplavijo običajne diodne spoje, kar sproži upore. Posledično lahko rečemo, da ima MOV visoko odpornost pri nizkih napetostih, vendar nizko upornost pri visokih napetostih. Z drugimi besedami, prilagodljiv je v različnih nastavitvah.
Pomen zadrževanja energije
Glavna vloga te vrste naprave je usmerjanje in usmerjanje energije, vendar ni varna. Preveč močni izbruhi energije jo lahko poškodujejo ali celo uničijo. Udari strele, na primer, pogosto uničijo te vrste uporov ali povzročijo, da se stopijo.
Kljub temu je mogoče pričakovati večino težav in v večini primerov upori lahko upoštevajo resne težave. Dva najpomembnejša parametra sta odzivni čas, to je, koliko časa potrebuje naprava, da se pokvari, ter maksimalni tok in definirana prekinitvena napetost, ki postavljata zgornje meje sprejemljivih ravni energije. Različne uporabe imajo različne potrebe po zmogljivosti in specifikacije.