En varistor, även ibland kallad en ”spänningsberoende resistor”, är en del av elektriska kretsar som hjälper till att kanalisera och avleda volt för att hålla energinivåerna som strömmar genom den konstant. Att förstå detaljerna i vad det gör och hur det fungerar kan vara komplicerat. På en mycket allmän nivå fungerar dock dessa komponenter som interna överspänningsskydd och hjälper till att hålla elektriska strömmar inneslutna i en given enhet. De är vanligtvis gjorda av metallkompositer som är speciellt framtagna för att absorbera och leda elektricitet på vissa nivåer, även om de normalt inte anses vara riktiga ledare. Nästan alla moderna elektriska apparater innehåller dem, och de är kanske mest uppenbara och viktigaste i saker som generatorer och transformatorer som tar emot regelbundna överspänningar av högspänningsströmmar.
Vad den gör
Ordet ”varistor” är en kombination av orden ”variabel” och ”motstånd”, och enkelt uttryckt är det precis vad den här komponenten gör: den motstår elektricitet baserat på hur mycket energi som strömmar förbi och den energins intensitet. Dess huvudsakliga roll är att fungera som mer eller mindre av ett gnistgap som skyddar kretskort från okontrollerad spänning. Utan dem skulle elektriska strömmar kunna löpa fritt genom ett system på höga nivåer. Detta kan vara både farligt för människor och riskerar också att ”steka” eller skada själva kretskortet.
Dessa komponenter är ofta mycket små, även om deras storlek vanligtvis är relativt den typ av enhet eller apparat som är aktuella. I mindre enheter som persondatorer eller hemelektronik är de vanligtvis inte mer än cirka 0.4 tum (1 cm) i diameter, men i generatorer och transformatorer kan de vara mycket större. De flesta är cirkulära, och de har vanligtvis två stift eller stift som sträcker sig ut ur dem och in i kretskortet på vad de än arbetar för att skydda. Många av de minsta exemplen är cirkulära till formen och sägs ofta likna små mynt eller små batterier, även om fyrkantiga modeller också är vanliga. Det finns en hel del variation när det kommer till utseende, och mycket av detta har att göra med de specifika användningsområdena. Små personliga apparater har nödvändigtvis andra behov än större, mer kraftfulla saker som telekommunikationshubbar och datorservrar.
Vanligaste användningsområdena
De flesta enheter som använder elektricitet har ett behov av spänningsdämpning, vilket innebär att nästan alla elektroniska enheter, från väckarklockor till industrimaskiner, behöver ett variabelt motstånd. I små apparater är denna komponent ofta inte särskilt märkbar och den fungerar ofta i kombination med andra spänningskontrollåtgärder för att ge grundläggande överspänningsskydd. Överspänningsskydd – långa remsor av uttag som ansluts till vägguttag – är några av de vanligaste ställena att hitta dessa motstånd i huset. Större maskiner är dock de som tenderar att vara mer uppenbart beroende av dem.
Saker som transformatorer, telefoncentraler och storskaliga mekaniska apparater är ofta beroende av kraftfulla motstånd för att förhindra total härdsmälta och farliga arbetsförhållanden. Varistorer i dessa inställningar tenderar att vara lite mer kraftfulla och har ofta förmågan att utlösa en avstängning av hela enheten i händelse av att alltför höga spänningar upptäcks. Detta kräver vanligtvis omedelbara reparationer och eventuellt byte av avkänningsenheten, men kan i de flesta fall rädda enheten som helhet.
Hur det fungerar
På en allmän nivå fungerar dessa komponenter genom att shunta strömmar genom en serie jonladdade partiklar som är inklämda mellan två motsatta metallplattor för att skapa barriärer och korsningar, vilket effektivt kanaliserar strömmarna till specifika platser. Den vanligaste typen är känd som metalloxidvaristorn, eller MOV. Exempel i denna kategori använder zinkoxidkorn för att absorbera och mer eller mindre fånga strömmande strömmar och tvinga dessa strömmar att flyta i bara en riktning. När strömmar backar på sig själva finns det en ökad risk för problem.
Kornen bär vanligtvis en elektrisk laddning i och för sig, vilket hjälper när det gäller att både absorbera och rikta strömmar. I de flesta fall leder det också till ökad anpassningsförmåga. Små strömmar med låg till måttlig spänning passerar över plattorna och kräver vanligtvis inte mycket åtgärd. Högspänningsströmmar kan dock överväldiga vanliga diodövergångar, vilket sätter igång motstånden. Som ett resultat kan MOV sägas ha ett högt motstånd vid låga spänningar men ett lågt motstånd vid höga spänningar. Den är med andra ord flexibel i en mängd olika miljöer.
Vikten av energiinnehållning
Huvudrollen för den här typen av enhet är att kanalisera och shunta energi, men det är inte en felsäker. Alltför kraftfulla energiutbrott kan skada eller till och med förstöra den. Blixtnedslag, till exempel, förstör ofta den här typen av motstånd eller får dem att smälta ner.
Ändå kan de flesta problem förutses, och i de flesta fall kan motstånden ta hänsyn till allvarliga problem. Två av de viktigaste parametrarna är svarstid, vilket är hur lång tid det tar för enheten att gå sönder, och maximal ström och definierad genombrottsspänning, som sätter tak på acceptabla energinivåer. Olika användningsområden har olika kapacitetsbehov och specifikationer.