Varistori, jota joskus kutsutaan myös “jännitteestä riippuvaksi vastukseksi”, on osa sähköpiiriä, joka auttaa kanavoimaan ja ohjaamaan jännitteitä pitämään sen läpi virtaavat energiatasot vakiona. Se, mitä se tekee ja miten se toimii, voi olla monimutkaista. Hyvin yleisellä tasolla nämä komponentit toimivat kuitenkin sisäisin ylijännitesuojaina ja auttavat pitämään sähkövirrat tietyn laitteen sisällä. Ne on tyypillisesti valmistettu metallikomposiiteista, jotka on erityisesti suunniteltu absorboimaan ja johtamaan sähköä tietyillä tasoilla, vaikka niitä ei yleensä pidetä todellisina johtiminä. Lähes kaikki nykyaikaiset sähkölaitteet sisältävät niitä, ja ne ovat ehkä ilmeisimpiä ja tärkeimpiä sellaisissa asioissa kuin generaattorit ja muuntajat, jotka vastaanottavat säännöllisesti suurjännitevirtoja.
Mitä se tekee
Sana “varistor” on yhdistelmä sanoista “muuttuja” ja “vastus”, ja yksinkertaisesti sanottuna tämä komponentti tekee juuri sen: se vastustaa sähköä sen mukaan, kuinka paljon energiaa kulkee ohi ja energian voimakkuutta. Sen päärooli on toimia enemmän tai vähemmän kipinärajana, joka suojaa piirilevyjä tarkistamattomalta jännitteeltä. Ilman niitä sähkövirrat voisivat kulkea vapaasti korkean tason järjestelmän läpi. Tämä voi olla sekä vaarallista ihmisille että vaarassa “paistaa” tai vahingoittaa itse piirilevyä.
Nämä komponentit ovat usein hyvin pieniä, vaikka niiden koko on yleensä suhteessa ongelman kohteena olevaan laitteeseen tai laitteeseen. Pienemmissä laitteissa, kuten henkilökohtaisissa tietokoneissa tai kodin elektroniikassa, niiden halkaisija on yleensä enintään noin 0.4 tuumaa (1 cm), mutta generaattoreissa ja muuntajissa ne voivat olla paljon suurempia. Useimmat ovat pyöreitä, ja niissä on yleensä kaksi nastaa tai piikkiä, jotka ulottuvat niistä ja piirilevylle riippumatta siitä, mitä he työskentelevät suojellakseen. Monet pienimmistä esimerkeistä ovat pyöreitä, ja niiden sanotaan usein muistuttavan pieniä kolikoita tai pieniä paristoja, vaikkakin neliönmalliset mallit ovat yleisiä. Ulkonäössä on paljon vaihtelua, ja tämä liittyy paljon käytön erityispiirteisiin. Pienillä henkilökohtaisilla laitteilla on välttämättä erilaiset tarpeet kuin suuremmilla, tehokkaammilla asioilla, kuten tietoliikennekeskuksilla ja tietokonepalvelimilla.
Yleisimmät käyttötavat
Useimmat sähköä käyttävät laitteet tarvitsevat jännitteenvaimennusta, mikä tarkoittaa, että lähes jokainen elektroninen laite, herätyskelloista teollisuuskoneisiin, tarvitsee muuttuvan vastuksen. Pienissä laitteissa tämä komponentti ei ole usein kovin havaittavissa, ja se toimii usein yhdessä muiden jännitetarkastustoimenpiteiden kanssa tarjotakseen ylijännitesuojan. Ylijännitesuojat – pitkät pistorasioiden nauhat, jotka kytketään pistorasiaan – ovat yleisimpiä paikkoja löytää nämä vastukset talon ympäriltä. Suuremmat koneet ovat kuitenkin niitä, jotka ovat riippuvaisia niistä avoimemmin.
Muuntajat, puhelinkeskukset ja laajamittaiset mekaaniset laitteet ovat usein riippuvaisia tehokkaista vastuksista estääkseen täydellisen sulamisen ja vaaralliset työolot. Näiden asetusten varistorit ovat yleensä hieman tehokkaampia ja usein kykenevät laukaisemaan koko laitteen, jos havaitaan liian korkeat jännitteet. Tämä vaatii yleensä välittömiä korjauksia ja mahdollisen tunnistinlaitteen vaihtamisen, mutta voi useimmissa tapauksissa säästää laitteen kokonaisuudessaan.
Miten se toimii
Yleisesti ottaen nämä komponentit toimivat siirtämällä virtauksia ioni-varautuneiden hiukkasten sarjan läpi kahden vastakkaisen metallilevyn väliin, jotta voidaan luoda esteitä ja risteyksiä ja kanavoida virrat tehokkaasti tiettyihin paikkoihin. Yleisin tyyppi tunnetaan metallioksidivaristorina tai MOV: na. Tämän luokan esimerkeissä käytetään sinkkioksidijyviä absorboimaan ja enemmän tai vähemmän sieppaamaan virtaavia virtauksia ja pakottamaan nämä virrat virtaamaan vain yhteen suuntaan. Kun virrat kaksinkertaistuvat itsestään, ongelmien riski kasvaa.
Jyvät kantavat yleensä sähkövarausta itsessään, mikä auttaa sekä absorboimaan että ohjaamaan virtauksia. Useimmissa tapauksissa se lisää myös sopeutumiskykyä. Pienet virrat, joilla on alhainen tai kohtalainen jännite, kulkevat levyjen läpi eivätkä yleensä vaadi paljon toimia. Suurjännitevirrat voivat kuitenkin hukuttaa tavalliset diodiliitännät, mikä potkaisee vastukset toimintaan. Tämän seurauksena MOV: n voidaan sanoa olevan suuri vastus pienillä jännitteillä, mutta pieni vastus suurilla jännitteillä. Toisin sanoen se on joustava eri asetuksissa.
Energiankestävyyden merkitys
Tällaisen laitteen päärooli on kanavoida ja siirtää energiaa, mutta se ei ole vikaturvallinen. Liian voimakkaat energiapurskeet voivat vahingoittaa tai jopa tuhota sen. Esimerkiksi kevennyslakat tuhoavat usein tällaiset vastukset tai saavat ne sulamaan.
Useimmat ongelmat voidaan kuitenkin ennakoida, ja useimmissa tapauksissa vastukset pystyvät ottamaan huomioon vakavat ongelmat. Kaksi tärkeintä parametria ovat vasteaika, eli kuinka kauan laite hajoaa, ja suurin virta ja määritetty vikajännite, jotka asettavat katot hyväksyttäville energiatasoille. Eri käyttötarkoituksilla on erilaiset kapasiteettitarpeet ja spesifikaatiot.