محافظ برق یک وسیله الکتریکی است که برای محافظت از تجهیزات متصل در برابر افزایش ولتاژ و اضافه ولتاژهای گذرا طراحی شده است که می تواند به الکترونیک حساس آسیب برساند. به عنوان یک واسطه محافظ بین منبع تغذیه و دستگاه هایی که محافظت می کند عمل می کند، ولتاژ بیش از حد را محدود می کند و انرژی اضافی را از مدارهای آسیب پذیر منحرف می کند.
در هسته خود، محافظ برق بر اساس یک اصل ساده و در عین حال موثر عمل می کند. در شرایط عادی، اجازه می دهد تا ولتاژ استاندارد خانگی بدون تداخل به دستگاه های متصل منتقل شود. با این حال، زمانی که ولتاژ ورودی از آستانه ایمن فراتر رود - معمولاً حدود 120 یا 230 ولت بسته به منطقه - اجزای داخلی محافظ تقریباً فوراً فعال می شوند تا ولتاژ را به سطح ایمن برسانند. این عمل بستن تضمین می کند که فقط مقدار کنترل شده ولتاژ به تجهیزات می رسد و از آسیب به قطعات الکترونیکی ظریف جلوگیری می کند.
متداول‌ترین فناوری مورد استفاده در محافظ‌های برق، متال اکسید وریستور یا MOV است. MOV یک جزء حساس به ولتاژ با مشخصه مقاومت غیر خطی است. تحت ولتاژ کاری معمولی، مقاومت بسیار بالایی از خود نشان می دهد و به طور موثر جریان را از عبور از آن مسدود می کند. هنگامی که یک نوسان رخ می دهد و ولتاژ از آستانه گیره MOV بالاتر می رود، مقاومت آن به طور چشمگیری کاهش می یابد و یک مسیر با امپدانس کم ایجاد می کند که جریان اضافی را به سیم زمین منحرف می کند. این انحراف در عرض نانوثانیه اتفاق می‌افتد، بسیار سریع‌تر از هر سوئیچ مکانیکی که بتواند پاسخ دهد، و MOVها را برای محافظت در برابر تغییرات گذرا با افزایش سریع بسیار موثر می‌سازد.
انرژی موج جذب شده توسط MOV به گرما تبدیل شده و تلف می شود. با این حال، این اقدام حفاظتی هزینه دارد: هر رویداد موجی MOV را اندکی کاهش می دهد. با گذشت زمان، به ویژه پس از نوسانات مکرر یا زیاد، ولتاژ گیره MOV ممکن است تغییر کند و توانایی آن در جذب انرژی کاهش یابد. به همین دلیل است که محافظ‌های برق طول عمر محدودی دارند و باید به طور دوره‌ای تعویض شوند.
فراتر از MOVها، برخی از محافظ‌های ولتاژ از لوله‌های تخلیه گاز یا دیودهای بهمنی سیلیکونی استفاده می‌کنند که اغلب به صورت ترکیبی می‌توانند انواع مختلف نوسانات را به طور موثرتری مدیریت کنند. لوله های تخلیه گاز می توانند جریان های بسیار بالایی را تحمل کنند، در حالی که MOV ها پاسخ بستن سریع تری را ارائه می دهند. یک محافظ برق با طراحی خوب اغلب از یک رویکرد چند مرحله ای استفاده می کند و این فناوری ها را برای ارائه حفاظت جامع در طیف گسترده ای از شرایط ولتاژ ترکیب می کند.
به طور خلاصه، یک محافظ ولتاژ با نظارت مداوم بر ولتاژ خط کار می کند، هر ولتاژ اضافی را فوراً به سطح ایمن می بندد، و جریان ولتاژ خطرناک را به زمین منحرف می کند. این مکانیسم ساده اما ظریف همه چیز را از کامپیوتر و تلویزیون گرفته تا سیستم های کنترل صنعتی را در برابر اثرات مخرب نوسانات برق محافظت می کند.