¿Qué es un Varistor?
Un varistor es un dispositivo semiconductor que consta de dos electrodos y cuya resistencia varía en función de la tensión aplicada.
El término “varistor” proviene de la combinación de “variable” y “resistor”, lo que significa “resistencia variable”. Por esta razón, también se le conoce como “resistencia no lineal” o “resistencia dependiente de la tensión”.
El comportamiento del varistor se caracteriza por una relación no proporcional entre la tensión y la corriente: cuando se aplica una tensión baja al varistor, su resistencia es alta, y a medida que la tensión aumenta, la resistencia disminuye. En otras palabras, el varistor exhibe una resistencia baja cuando se encuentra sometido a una tensión alta, y una resistencia alta cuando la tensión aplicada es baja.
Usos de los Varistores
Los varistores son capaces de variar su resistencia en función de la tensión aplicada. Esta característica se utiliza para proteger componentes como circuitos integrados y otros dispositivos de la electricidad estática, así como para salvaguardar equipos electrónicos contra sobretensiones causadas por rayos.
Cuando se aplica una tensión anormal a un elemento como un circuito integrado o un equipo electrónico, puede resultar en un funcionamiento incorrecto o incluso su destrucción. Sin embargo, al utilizar un varistor, si se presenta una tensión alta, la resistencia del varistor disminuye. Esto facilita el flujo de corriente a través del circuito y disipa la carga del equipo electrónico al generar una caída de tensión en la impedancia de la línea. Además de su uso en la protección contra sobretensiones, los varistores también se emplean en la prevención de descargas electrostáticas y en la mitigación de efectos de fragmentación.
1. Prevención de Descargas por Electricidad Estática
Los equipos electrónicos con terminales de interfaz externos, como teléfonos móviles, reproductores de música y dispositivos USB, que se utilizan en la vida cotidiana, son difíciles de proteger de la electricidad estática y, por lo tanto, requieren el uso de componentes para evitarla. Esto se debe a que la sofisticación técnica y la dificultad de fabricación de estos dispositivos los hace susceptibles a las descargas electrostáticas, lo que los hace vulnerables a la destrucción.
Hasta ahora, como método de prevención de la electricidad estática se utilizaba un elemento de tensión estable y constante denominado diodo Zener, pero el desarrollo de varistores multicapa para chips de pequeño tamaño y bajo coste ha propiciado el uso de varistores.
2. Antidispersión
Los motores conmutadores son un término genérico para motores eléctricos y equipos de potencia con un conmutador mecánico y escobillas que conmutan la corriente que fluye según la fase de rotación y mantienen la potencia del eje giratorio en una dirección constante.
Un tipo de motor con conmutador es el motor de CC de escobillas, que tiene una parte llamada escobilla por la que fluye directamente la corriente, pero el conmutador, que gira intermitentemente, genera alta tensión y chispas, lo que provoca el desgaste de las escobillas y genera ruido. Para evitarlo, se utilizan varistores.
Principio del Varistor
Un varistor está formado por dos electrodos intercalados entre dos semiconductores cerámicos, cuyo componente principal es el óxido de zinc. Las características de los varistores pueden expresarse como I=KV^α, donde I es la corriente y V es la tensión. donde K es una constante específica del elemento y α es el coeficiente de no linealidad de la tensión (factor α).
El coeficiente de no linealidad de la tensión es un coeficiente que expresa la curvatura después del punto de refracción, el punto en el que se produce la transición de baja resistencia a alta resistencia. El circuito equivalente de un varistor consiste en dos diodos Zener invertidos conectados en paralelo con un condensador.
De ello se deduce que el varistor tiene un componente de condensador, lo que significa que la tensión a través del varistor es baja y que el varistor tiene una pequeña cantidad de capacitancia cuando tiene una resistencia alta.
Hasta un cierto voltaje, la estructura no permite que fluya la corriente debido a la alta resistencia, pero cuando se aplica una carga por encima de un cierto voltaje, el voltaje es mayor que la resistencia, por lo que fluye una gran corriente debido al efecto túnel mecánico cuántico. Por lo tanto, cuando se aplica una carga de alto voltaje a un elemento o dispositivo electrónico, el varistor desempeña la función de liberar la electricidad estática a tierra, etc.
Más Información sobre Varistores
Características de los Varistores
Los varistores tienen una vida útil. Es necesario seleccionar un varistor cuya vida útil pueda determinarse correctamente en función de la tensión aplicada al varistor, la capacidad de resistencia del varistor y un gráfico lineal que muestre los resultados de la forma de onda de sobretensión, que se define como la salida liberada y en cortocircuito. Si se supera ampliamente lo estipulado, el producto puede romperse o hacerse añicos, provocando lesiones.
Otra estructura similar es el diodo zener, que difiere ligeramente porque tiene características simétricas de corriente-tensión y, por tanto, no tiene polaridad.