وریستور Varistor یک مقاومت وابسته به ولتاژ است.این مقاومت متنوع و وابسته به ولتاژ می باشد.هنگامی که ولتاژ افزایش می یابد مقاومتشان کاهش می یابد. در صورتیکه ولتاژ بیش از حد افزایش یابد، مقاومت افت می کند. این قابلیت باعث محافظت از مدار در صورت ولتاژ غیر عادی می شود .

در واقع (Varistor) یک نوع مقاومت غیرخطی است که در مدارهای الکتریکی برای محافظت از دستگاه‌ها در برابر ولتاژهای ناگهانی و بیش از حد استفاده می‌شود. نام آن از ترکیب دو واژهٔ “متغیر” (variable) و “مقاومت” (resistor) گرفته شده است.

آشنایی با ساختار وریستور:

وریستور از نظر ظاهری شبیه به یک خازن سرامیکی است، اما ساختار داخلی و عملکرد متفاوتی دارد. در آنها، به جای دو صفحه هادی، یک صفحه سرامیکی متخلخل وجود دارد که از دانه‌ های ریز یک ماده نیمه‌ رسانا مانند اکسید روی (ZnO) تشکیل شده است. مرزهای بین این دانه‌ ها، نقش کلیدی در عملکرد وریستور ایفا می‌ کنند. به علت شباهت اسمی این قطعه با تریستور، بعضی افراد ممکن است آنها را باهم اشتباه بگیرند.

هنگامی که ولتاژ اعمال شده به وریستور از یک حد مشخص فراتر رود، میدان الکتریکی در این مرزها به اندازه‌ ای قوی می‌ شود که الکترون‌ ها بتوانند از یک دانه به دانه دیگر جهش کنند و در نتیجه مقاومت وریستور به شدت کاهش می‌ یابد. برای محافظت از این ساختار داخلی، وریستور معمولا با یک لایه رزین پوشیده می‌ شود تا عایق‌ بندی شده و از نفوذ رطوبت و آلودگی‌ ها جلوگیری شود. این لایه رزینی به وریستور ظاهری سفت و مقاوم می‌ بخشد.

در این مرحله چه نتیجه ای رخ می دهد؟ وقتی ولتاژی به وریستور اعمال می‌ شود، تا زمانی که ولتاژ از یک حد مشخص کمتر باشد، وریستور مانند یک عایق عمل می‌ کند. به عبارت دیگر، مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می‌ دهد. به همین دلیل، اگر بخواهید وریستور سالم را با مولتی‌ متر تست کنید، دستگاه عدد بسیار بزرگی (مگا اهم یا حتی بی‌ نهایت) را نشان خواهد داد. این نشان می‌ دهد که وریستور در حالت عادی مقاومت بسیار بالایی دارد و مانع عبور جریان می‌ شود.

عملکرد وریستور چگونه است؟

حفاظت در برابر ولتاژهای ناگهانی (مانند صاعقه یا افزایش ولتاژ لحظه‌ای).
استفاده در منابع تغذیه، مدارهای مخابراتی و دستگاه‌های الکترونیکی حساس.

هنگامی که ولتاژ در مدار کمتر از حد مشخصی باشد، مقاومت بسیار بالایی دارد و جریان بسیار کمی از آن عبور می‌کند.
اما زمانی که ولتاژ به مقدار خطرناکی افزایش پیدا حفاظت در برابر ولتاژهای ناگهانی (مانند صاعقه یا افزایش ولتاژ لحظه‌ای).
استفاده در منابع تغذیه، مدارهای مخابراتی و دستگاه‌های الکترونیکی حساس.کند (مثلاً در اثر یک پیک ولتاژ)، مقاومت آن به طور ناگهانی کاهش پیدا کرده و جریان زیادی را از خود عبور می‌دهد، که این باعث محافظت از سایر قطعات الکترونیکی مدار می‌شود.

در هنگام نصب در صورتی که اضافه ولتاژ ناگهانی روی قطعه حفاظت شده بیفتد، مقامت وریستور کم می شود و جریان از قطعه مورد نظر عبور نمی کند.

یکی از راه حل های تست این دستگاه این است که در هنگامی که مولتی متر به دو سر آن می زنیم در حالت سالم بودن هیچ گونه آمپدانسی ندارد اما در صورت خراب بودن دارای مقاومت با مقادیر متفاوت می شود.

مهم ترین نوع وریستورها MOV یا وریستور اکسیدی فلزی می باشد. وریستور MOV یک توده ی سرامیکی از اکسید روی می باشد

در واقع وریستور یا برقگیر تابلویی دستگاهی است که برای منابع مخابراتی که جهت محافظت از رعد و برق است ، استفاده می گردد.

موارد استفاده از وریستور:

صنایع مخابراتی، شرکت نفت، پالایشگاه ها، سیستم های حفاظتی و بردهای الکترونیکیحفاظت در برابر ولتاژهای ناگهانی (مانند صاعقه یا افزایش ولتاژ لحظه‌ای).
استفاده در منابع تغذیه، مدارهای مخابراتی و دستگاه‌های الکترونیکی حساس.

وریستور (Varistor) چیست؟

یک مقاومت غیرخطی است که وقتی ولتاژ به سطح مشخصی برسد، مقاومت آن به شدت کاهش می‌یابد. این تغییر سریع در مقاومت باعث تخلیه جریان ناگهانی شده و از مدار در برابر ولتاژهای اضافه محافظت می‌کند.بیشتر در دستگاه‌های الکترونیکی کوچک، تجهیزات حساس و منابع تغذیه استفاده می‌شوند.

ارستر (Arrester) چیست؟

ارستر دستگاهی است که به‌طور معمول برای محافظت از سیستم‌های برق ولتاژ بالا و خطوط انتقال در برابر صاعقه و پیک‌های ولتاژ استفاده می‌شود. ارسترها مسیر تخلیه‌ای فراهم می‌کنند که در هنگام افزایش ناگهانی ولتاژ، ولتاژ اضافه به زمین منتقل شود.
ارسترها به‌طور گسترده در شبکه‌های قدرت، سیستم‌های توزیع برق و تجهیزات ولتاژ بالا کاربرد دارند.

تفاوت وریستور با ارستر در چیست؟

هر دو دستگاه‌هایی هستند که برای محافظت از سیستم‌های الکتریکی در برابر ولتاژهای ناگهانی (مانند پیک‌های ولتاژ یا صاعقه) استفاده می‌شوند، اما در ساختار و کاربردها تفاوت‌هایی دارند:

وریستور:

بیشتر برای ولتاژهای پایین‌تر و درون دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شود. مثلاً برای محافظت از بردهای الکترونیکی در برابر ولتاژهای ناگهانی کوچک (مانند نوسانات برق ناشی از روشن و خاموش شدن دستگاه‌ها) مفید است.

معمولاً از موادی مانند اکسید فلزی (اغلب اکسید روی) ساخته شده است و به صورت المان‌های نیمه‌رسانا عمل می‌کند.

رای ولتاژهای پایین تا متوسط (معمولاً تا چند صد ولت) مناسب هستند.

ارستر:

به‌ویژه برای ولتاژهای بالا و خطوط برق بیرونی (مانند سیستم‌های برق‌رسانی و ایستگاه‌های توزیع برق) طراحی شده است. ارسترها معمولاً در کنار ترانسفورماتورها و خطوط انتقال به‌کار گرفته می‌شوند.

ارسترها معمولاً دارای چندین لایه عایقی و فلزی هستند که می‌توانند ولتاژهای بالا را هدایت کرده و تخلیه کنند. این دستگاه‌ها ممکن است از گازهای خاص یا دیگر مواد استفاده کنند تا ولتاژهای بالا را به سمت زمین منتقل کنند.

ارسترها برای ولتاژهای بالا و بسیار بالا طراحی شده‌اند (مانند شبکه‌های برق با ولتاژهای هزاران ولت).

نتیجه‌گیری:
وریستورها در مدارات الکترونیکی و ولتاژهای پایین استفاده می‌شوند، در حالی که ارسترها برای محافظت از سیستم‌های قدرت با ولتاژ بالا در برابر صاعقه و ولتاژهای ناگهانی بزرگ‌تر مناسب‌تر هستند.

دسته بندی وریستور از نظر ساختار و عملکرد به  چه صورت است؟

وریستورها را بر اساس ساختار و عملکرد می توان به صورت زیر دسته بندی کرد که هر یک از آنها ویژگی های خاص خودش را داشته و برای کاربردهای مختلف مناسب است.

وریستور اکسید فلزی (MOV: Metal Oxide Varistor)

مدل MOV رایج ترین نوع  می باشد که از یک ماتریس سرامیکی متخلخل حاوی دانه‌ های اکسید روی (ZnO) تشکیل شده‌ است. این مدل به دلیل دارا بودن خاصیت نیمه رسانایی در مرزهای بین دانه ها، باعث می شود که وریستور در برابر افزایش ولتاژ واکنش نشان دهد. از کاربردهای آن می توان به محافظت مدارهای الکترونیکی در برابر افزایش ناگهانی ولتاژ، نویزهای الکترومغناطیسی و تخلیه‌ های الکترواستاتیک اشاره کرد.

وریستور کاربید سیلیکون (SiC)

SiC از کاربید سیلیکون ساخته شده‌ اند و در برابر دما و ولتاژ های بالا مقاومت بسیار بالایی دارند. آنها برای کاربردهای با توان بالا و دمای زیاد مانند صنایع خودروسازی، صنایع هوافضا و تجهیزات صنعتی مناسب هستند.

•  پلیمر: از مواد پلیمری ساخته شده‌ اند و به دلیل انعطاف‌ پذیری و اندازه کوچک، در مدارهای مجتمع و تجهیزات الکترونیکی قابل حمل کاربرد دارند. آنها برای محافظت از مدارهای مجتمع، تجهیزات الکترونیکی قابل حمل و حسگرها استفاده می شوند.
• گازی (GDT): در برابر ولتاژهای بسیار بالا مقاومت بالایی دارند و برای محافظت از سیستم‌ های قدرت و تجهیزات ولتاژ بالا استفاده می‌ شوند. عملکرد آنها به این صورت است که با افزایش ولتاژ، گاز درون لوله یونیزه شده و جریان را از خود عبور می‌ دهد.
• چند لایه (MLV): ساختاری مشابه MOVها دارند اما از چند لایه تشکیل شده‌ اند تا توان آن‌ ها افزایش یابد. کاربردش چند لایه برای محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیکی است.

دسته بندی وریستور از نظر جنس ماده:

•  اکسید فلزی (MOV):  MOV رایج ترین نوع قطعه الکترونیکی وریستور است که از اکسید روی (ZnO) تشکیل شده و به دلیل هزینه پایین و عملکرد قابل اعتماد، بسیار پرکاربرد هستند.
• کاربید سیلیکون (SiC):  SiC نسبت بهMOVها از مقاومت حرارتی بالاتر و سرعت پاسخگویی بیشتر برخوردار است؛ اما هزینه تولید آن بیشتر می باشد.

دسته بندی وریستور از نظر شکل ظاهری چگونه است؟

وریستورها بر اساس کاربردشان و میزان توانی که باید تحمل کنند، در اشکال مختلفی تولید می شوند. هر یک از این اشکال، مزایا و معایب خاص خود را داشته و برای کاربردهای مشخصی مناسب‌ می باشند. انواع وریستورها از نظر شکل ظاهری به صورت زیر هستند.

• دیسکی (صفحه ای): متداول ترین نوع وریستور مدل دیسکی است که به صورت صفحه ای تخت و گرد تولید می شود. شکل ظاهری این مدل مانند یک سکه است و به دلیل ساختار ساده ای که دارد در کاربردهای الکترونیکی استفاده می شود. به دلیل ساختار ساده وریستور صفحه ای، قیمت آن بسیار مناسب است.
• بلوکی: به شکل یک بلوک مستطیل شکل تولید می شود و برای کاربردهای با توان بالا طراحی شده است. توان تحمل جریان و ولتاژ در مدل بلوکی زیاد است و به همین دلیل در صنایع سنگین و تجهیزات با توان بالا استفاده می شود.
• شعاعی:از نظر ساختاری شبیه به مقاومت های شعاعی است. دو پایه آن در دو طرف بدنه قرار دارد و برای کاربردهایی که محدودیت فضایی وجود دارد، مناسب می باشد.
• خطی یا محوری: به صورت یک استوانه بلند و باریک تولید می‌ شود و دو پایه آن در دو سر استوانه قرار دارد. نوع خطی یا محوری این قطعه الکترونیکی برای کاربردهایی که نیاز به وریستورهای با طول زیاد است، استفاده می‌ شود.

روش تست وریستور به چه صورت است؟

روش تست به این صورت است که در صورتیکه ولتاژ بیش از حد وارد گردد، تنها از انتهای وریستور بیرون زده و سیاه می شود که مشخص کننده سوختن دستگاه می باشد.

به عبارت دیگر ،یک مقاومت الکتریکی که وابسته به ولتاژ است. مقدار مقاومت وابسته به ولتاژ، نسبت به ولتاژ اعمال شده به دو سر آن تغییر می کند.