Qu’est-ce qu’une varistance ?
Une varistance est un dispositif semi-conducteur à deux électrodes dont la résistance change en fonction de la tension appliquée.
Le terme varistor est dérivé de Variable + Resistor, qui signifie résistance variable. C’est pourquoi il est parfois appelé résistance non directe ou résistance dépendant de la tension.
La tension et le courant se caractérisent par une relation non proportionnelle : lorsque la tension appliquée à la varistances est faible, la résistance est élevée, et lorsque la tension est élevée, la résistance est faible.
Utilisations des varistances
La résistance des varistances varie en fonction de la tension. Cette caractéristique peut être utilisée pour protéger les éléments de circuits intégrés et d’autres dispositifs de l’électricité statique ou pour protéger les équipements électroniques contre les surtensions dues à la foudre.
Si une tension anormale est appliquée à un élément, tel qu’un circuit intégré ou un équipement électronique, elle peut entraîner un dysfonctionnement ou une destruction. De même, si une tension élevée est appliquée à une varistance, la résistance de la varistance devient faible. Cela facilite la circulation du courant dans le circuit et réduit la charge de l’équipement électronique en créant une chute de tension dans l’impédance de la ligne. D’autres utilisations incluent la prévention des décharges électrostatiques et des éclats.
1. Prévention des décharges dues à l’électricité statique
Les équipements électroniques dotés de terminaux d’interface externes, tels que les téléphones mobiles, les lecteurs de musique et les dispositifs USB, qui sont utilisés dans la vie quotidienne, sont difficiles à protéger de l’électricité statique et nécessitent donc l’utilisation de composants pour prévenir l’électricité statique. En effet, la sophistication technique et la difficulté de fabrication de ces appareils les rendent sensibles aux décharges électrostatiques, ce qui les rend vulnérables à la destruction.
Jusqu’à présent, un élément à tension stable et constante appelé diode Zener était utilisé comme méthode de prévention de l’électricité statique. Cependant, la mise au point de petits varistances à puce multicouche à faible coût a conduit à l’utilisation de varistances.
2. Anti-dispersion
Les moteurs à collecteur sont un terme générique désignant les moteurs électriques et les équipements de puissance dotés d’un collecteur mécanique et de balais. Ils commutent le courant en fonction de la phase de rotation et maintiennent la puissance de l’arbre en rotation dans une direction constante.
Un type de moteur à collecteur est le moteur à courant continu à balais. Il comporte une partie appelée balai à travers laquelle le courant circule directement, mais le collecteur, qui tourne par intermittence, génère une haute tension et des étincelles. Cela entraîne l’usure des balais et la production de bruit. Pour éviter cela, l’on utilise des varistances.
Principe des varistances
Une varistance est constituée de deux électrodes prises en sandwich entre deux semi-conducteurs en céramique, dont le composant principal est l’oxyde de zinc. Les caractéristiques des varistances peuvent être exprimées sous la forme I=KV^α, où I est le courant et V la tension. où K est une constante spécifique à l’élément et α est le coefficient de non-linéarité de la tension (facteur α).
Le coefficient de non-linéarité de la tension est un coefficient qui exprime la courbure après le point de réfraction, c’est-à-dire le point de transition entre une résistance faible et une résistance élevée. Le circuit équivalent d’une varistance est constitué de deux diodes Zener inversées connectées en parallèle avec un condensateur.
Il en ressort que la varistances a une composante de condensateur, ce qui signifie que la tension aux bornes de la varistance est faible et que la varistance a une petite quantité de capacité lorsqu’elle a une résistance élevée.
Jusqu’à une certaine tension, la structure ne permet pas au courant de circuler en raison de la résistance élevée mais lorsqu’une charge supérieure à une certaine tension est appliquée, la tension est plus élevée que la résistance. Aussi, un courant important circule en raison de l’effet tunnel de la mécanique quantique. Par conséquent, lorsqu’une charge à haute tension est appliquée à un élément ou à un appareil électronique, la varistances joue le rôle de libérer l’électricité statique vers la terre, etc.
Autres informations sur les varistances
Caractéristiques des varistances
Les varistances ont une durée de vie. Il est nécessaire de choisir une varistances dont la durée de vie peut être correctement déterminée en fonction de la tension appliquée à la varistance, de la capacité de résistance de la varistance et d’un graphique linéaire montrant les résultats de la forme d’onde de surtension. Elle est définie comme étant à la fois la sortie libérée et court-circuitée. Si les prescriptions sont largement dépassées, le produit peut se briser ou éclater, entraînant des blessures.
Une autre structure similaire est la diode Zener. Elle diffère légèrement parce qu’elle a des caractéristiques courant-tension symétriques et n’a donc pas de polarité.