Ein Varistor, manchmal auch als „spannungsabhängiger Widerstand“ bezeichnet, ist ein Teil einer elektrischen Schaltung, die hilft, Volt zu kanalisieren und umzuleiten, um die durch ihn fließenden Energieniveaus konstant zu halten. Das Verständnis der Besonderheiten dessen, was es tut und wie es funktioniert, kann kompliziert sein. Ganz allgemein wirken diese Komponenten jedoch als interner Überspannungsschutz und tragen dazu bei, elektrische Ströme in einem bestimmten Gerät zu halten. Sie bestehen in der Regel aus Metallverbundwerkstoffen, die speziell entwickelt wurden, um Elektrizität auf einem bestimmten Niveau zu absorbieren und zu leiten, obwohl sie normalerweise nicht als echte Leiter angesehen werden. Fast alle modernen Elektrogeräte enthalten sie, und sie sind vielleicht am offensichtlichsten und am wichtigsten in Dingen wie Generatoren und Transformatoren, die regelmäßig hohe Spannungsstöße erhalten.
Was es macht
Das Wort „Varistor“ ist eine Kombination aus den Wörtern „Variable“ und „Widerstand“, und in einfachen Worten macht dieses Bauteil genau das: Es widersteht Elektrizität, je nachdem, wie viel Energie vorbeiläuft und wie stark diese Energie ist. Seine Hauptaufgabe besteht darin, mehr oder weniger als Funkenstrecke zu fungieren, die Leiterplatten vor ungeprüfter Spannung schützt. Ohne sie könnten elektrische Ströme auf hohem Niveau frei durch ein System fließen. Dies kann sowohl für den Menschen gefährlich sein als auch birgt die Gefahr des „Anbratens“ oder der Beschädigung der Platine selbst.
Diese Komponenten sind oft sehr klein, ihre Größe hängt jedoch normalerweise von der Art des betreffenden Geräts oder Geräts ab. In kleineren Geräten wie PCs oder Heimelektronik sind sie normalerweise nicht mehr als 0.4 cm breit, aber in Generatoren und Transformatoren können sie viel größer sein. Die meisten sind kreisförmig und haben im Allgemeinen zwei Stifte oder Stifte, die sich aus ihnen heraus und in die Platine dessen erstrecken, was sie schützen. Viele der kleinsten Exemplare haben eine runde Form und sollen kleinen Münzen oder winzigen Batterien ähneln, obwohl auch quadratische Modelle üblich sind. Es gibt viele Unterschiede in Bezug auf das Aussehen, und vieles davon hat mit den Besonderheiten der Verwendung zu tun. Kleine persönliche Geräte haben zwangsläufig andere Anforderungen als größere, leistungsfähigere Geräte wie Telekommunikations-Hubs und Computerserver.
Häufigste Anwendungen
Die meisten Geräte, die Strom verbrauchen, benötigen eine Spannungsunterdrückung, was bedeutet, dass fast jedes elektronische Gerät, vom Wecker bis zu Industriemaschinen, einen variablen Widerstand benötigt. Bei Kleingeräten ist diese Komponente oft nicht sehr auffällig und dient oft in Verbindung mit anderen Maßnahmen zur Spannungsprüfung als grundlegender Überspannungsschutz. Überspannungsschutz – lange Steckdosenleisten, die in Steckdosen gesteckt werden – sind einige der häufigsten Orte, an denen diese Widerstände im Haus zu finden sind. Größere Maschinen sind jedoch diejenigen, die dazu neigen, offener von ihnen abzuhängen.
Dinge wie Transformatoren, Telefonzentralen und mechanische Großgeräte hängen oft von starken Widerständen ab, um eine totale Kernschmelze und gefährliche Arbeitsbedingungen zu verhindern. Varistoren in diesen Einstellungen sind tendenziell etwas leistungsstärker und haben oft die Fähigkeit, bei erkannten zu hohen Spannungen eine Abschaltung des gesamten Gerätes auszulösen. Dies erfordert in der Regel eine sofortige Reparatur und einen eventuellen Austausch des Sensors, kann aber in den meisten Fällen das Gerät als Ganzes retten.
So funktioniert es
Im Allgemeinen funktionieren diese Komponenten, indem sie Ströme durch eine Reihe von ionengeladenen Partikeln leiten, die zwischen zwei gegenüberliegenden Metallplatten eingebettet sind, um Barrieren und Verbindungen zu schaffen, die die Ströme effektiv an bestimmte Orte lenken. Der gebräuchlichste Typ ist als Metalloxidvaristor oder MOV bekannt. Beispiele in dieser Kategorie verwenden Zinkoxidkörner, um fließende Ströme zu absorbieren und mehr oder weniger einzufangen und diese Ströme zu zwingen, in nur eine Richtung zu fließen. Wenn Ströme auf sich selbst zurückschlagen, besteht ein erhöhtes Risiko für Probleme.
Die Körner tragen normalerweise eine elektrische Ladung in sich, die sowohl beim Absorbieren als auch beim Leiten von Strömen hilft. In den meisten Fällen führt es auch zu einer erhöhten Anpassungsfähigkeit. Kleine Ströme mit niedrigen bis mittleren Spannungen fließen über die Platten und erfordern normalerweise nicht viel Aktion. Hochspannungsströme können jedoch gewöhnliche Diodenübergänge überfordern, wodurch die Widerstände in Aktion treten. Als Ergebnis kann gesagt werden, dass der MOV bei niedrigen Spannungen einen hohen Widerstand, aber bei hohen Spannungen einen niedrigen Widerstand aufweist. Mit anderen Worten, es ist flexibel in einer Vielzahl von Einstellungen.
Bedeutung der Energieeindämmung
Die Hauptaufgabe dieser Art von Gerät besteht darin, Energie zu kanalisieren und abzuleiten, aber es ist keine Ausfallsicherheit. Zu starke Energiestöße können es beschädigen oder sogar zerstören. Blitzeinschläge zum Beispiel zerstören solche Widerstände oft oder bringen sie zum Schmelzen.
Dennoch sind die meisten Probleme vorhersehbar, und in den meisten Fällen können die Widerstände ernsthafte Probleme vermeiden. Zwei der wichtigsten Parameter sind die Reaktionszeit, d. h. die Zeit, die das Gerät zum Durchschlagen benötigt, sowie der maximale Strom und die definierte Durchbruchspannung, die akzeptable Energieniveaus begrenzen. Unterschiedliche Anwendungen haben unterschiedliche Kapazitätsanforderungen und Spezifikationen.