Skoki napięcia prądu elektrycznego to zagrożenie dla każdego urządzenia elektrycznego oraz elektronicznego. Szczególnie duże zagrożenie stanowi zbyt wysokie napięcie – najczęściej powoduje ono trwałe uszkodzenie sprzętu. Warystory stosuje się do ochrony urządzeń w takich sytuacjach.
Warystory to popularne komponenty zabezpieczające urządzenia zasilane energią elektryczną przed przepięciami, których źródłem mogą być np. silniki, generatory, przekaźniki czy transformatory dużych mocy. Warystory zabezpieczają także urządzenie elektryczne i elektroniczne przed przepięciami indukowanymi od uderzeń piorunów czy zaburzeniami, które są skutkiem bezpośredniego uderzenia pioruna.
Warystory – najważniejsze informacje
Warystorami nazywa się półprzewodnikowe bierne podzespoły elektroniczne – rezystory, które charakteryzują się nieliniową rezystancją – zależną od napięcia elektrycznego. W przypadku małych napięć warystory wykazują dużą rezystancję, natomiast jeśli napięcie przekroczy określoną wartość, charakterystyczną dla konkretnego typu warystora, jego rezystancja maleje w szybkim tempie – zwykle z początkowych setek kiloomów do kilkunastu omów.
Budowa warystorów
Warystory wytwarza się metodą spiekania sprasowanych na sucho proszków, które składają się z tlenków cynku z dodatkiem tlenków manganu, chromu, antymonu, bizmutu lub innych metali. Dzięki temu uzyskuje się strukturę polikrystaliczną. Po przyłożeniu wyższego napięcia warystor porządkuje swoją strukturę – tworzą się tory, które przewodzą prąd elektryczny. Ziarna tlenku cynku to elementy, które dobrze przewodzą prąd, a oddzielające je tlenki innych metali charakteryzują się dużą opornością. Natomiast styki warystorów wytwarza się metodą metalizacji natryskowej lub sitodruku.
Zastosowanie warystorów
Warystory stosuje się do zabezpieczenia odbiorników przed zbyt wysokim napięciem. Gdy napięcie przekroczy zadaną wartość, przez warystor płynie duży prąd, który powoduje przejęcie energii impulsu, a w niektórych sytuacjach nawet przepalenie lub rozłączenie bezpiecznika – co jest równoznaczne z wyłączeniem urządzenia – jednak jedynie wówczas, gdy pracuje on jako zabezpieczenie przeciwprzepięciowe, czyli połączony jest równolegle ze źródłem napięcia. W przypadku zastosowania warystora jako ogranicznika przepięć – połączenie szeregowe między piorunochronem a uziemieniem – jego mała rezystancja, która wywołana jest bardzo dużym napięciem wyładowania atmosferycznego, umożliwia swobodny przepływ prądu do ziemi.
Warystory mają szerokie zastosowanie w elektryce i elektronice. Stosuje się je m.in. to takich celów jak:
- ochrona linii wysokiego napięcia,
- ochronniki przepięciowe oraz wysokonapięciowe w telewizorach oraz innych urządzeniach elektronicznych,
- odgromniki i zabezpieczenie transformatorów,
- zabezpieczenie telefonów, modemów, a także innych urządzeń, które podłączone są do linii telefonicznej,
- ochrona antyprzepięciowa urządzeń i maszyn,
- w elementach stabilizujących napięcie,
- w układach przetworników częstotliwości,
- w urządzeniach dla przemysłu ciężkiego,
- ochrona trakcji kolejowej oraz tramwajowej.
