مشخصه ی ولتاژ جریان VI واریستور بدون شک یکی از مهمترین پارامتر های یک برقگیر می باشد. با این وجود، همچنان یک سری از کاربران مشخصه آن را نگاه نمی کنند و فقط به جدول تخلیه و  منبع ولتاژ اکتفا می کنند. نگاهی عمیق تر به چنین جداولی و داده ای که مشخصات برقگیر را می سازد نیز مفید است. در نتیجه، می خواهم در مورد چیزی که آن را “قلب” برقگیر می نامم یعنی همان منحنی VI واریستور.

مشخصه VI میزان رسانایی و مقاومت یک واریستور/برقگیر را نمایش می دهد. برای شروع این موضوع، همانطور که هر مهندسی مطلع است، برای هم ولتاژ یا جریان داده شده یک ولتاژ و جریان متناظر نیز وجود دارد. نام واریستور از این حقیقت گرفته شده است که به عنوان مقاومت های متغیری که مقاومت آنها بطور عمده به ولتاژ اعمالی بستگی دارد رفتار می کند. که هر چقدر این ولتاژ بالا تر باشد، میزان مقاومت نیز کمتر است. در حقیقت، همین ویژگی بسیار مهم است که در وهله اول محافظت از ولتاژ با استفاده از واریستور را ممکن می سازد.

شکل:

اکثر فیزیکدانان و دانشمندان علم مواد، به سه ناحیه جداگانه عملکرد یک واریستور رجوع می کنند: قبل از شکست، شکست و جریان بالا.

ناحیه قبل از شکست ناحیه ای است که واریستور در حالت رسانایی شدید نست و فقط جریان های بسیار کوچکی وجود دارد که از قسمت نیمه رسانا گذر می کند. مهندس واریستور معمولا از این ناحیه به عنوان ناحیه عملیاتی و یا منطقه جریان نشتی رجوع می کند. این محدوده از منحنی  VI برای اکثریت طول عمر واریستور به حساب می آید، چون بطور معمول مقدار کوچکی گرما تولید می شود، واریستور تقریبا می تواند به مدت نامحدود کار کند. اگرچه این موضوع را باید در نظر گرفت که در این بازه از منحنی، میزان مقاومت و رسانایی واریستور به شدت به دما حساس است. اگر دمای بدنه واریستور به هر دلیلی افزایش یابد، مقاومت کاهش می یابد، همچنین منحنی VI به سمت راست و به سمت جریان نشتی بیشتر حرکت می کند.

ناحیه “قبل از شکست” نیز تنها ناحیه ای است که تحت تاثیر ایمپالس جریان بالا است. برای مثال، در صورتی که موج بلندی از یک جریان بسیار بالا از داخل واریستور عبور کند، مقاومت در حالت کارکرد نرمال می تواند کاهش پیدا کند که باعث عبور جریان بیشتر شده و امکان شکست را فراهم می سازد.

ناحیه بسیار مهم ولی در عین حال کوچکترین ناحیه منحنی VI “زانو” یا ناحیه V1ma نام دارد. این ناحیه همچنین با عنوانهای منبع و یا مشخصه ولتاژ نیز شناخته می شود. دلیل اهمیت و مهم بودن این ناحیه اینست که دیگر حساس به دما نیست و در نتیجه، در جریان اهی بین ۱ الی ۱۰ میلی آمپر بقیه منحنی VI می تواند بصورت دقیقی قابل پیشبینی باشد.

در ناحیه “شکست” منحنی، مقاومت از طریق اتصالاتی که درون قسمت نیمه رسانا حضور دارند، کنترل می شود. همانطور که هر مهندس طراح برقگیری می داند، رسانایی در این ناحیه معمولا توسط اور ولتاژ های فرکانس قدرت رخ می دهد که منجر به افزایش دمای قابل توجهی در دیسک ها می شد. تا زمانی که دما بین ۱۰۰ الی ۳۰۰ درجه سانتی گراد بماند، تاثیر بلند مدتی بر روی واریستور ها ندارد. به این نکته توجه کنید که رسانایی در این ناحیه نمی تواند بیشتر از چند ثانیه بماند و یا منجر به افزایش دما بیشتر از میزان ظرفیت دستگاه می شود.

ناحیه “جریان بالا تر” جاییست که واریستور عملکرد بستن موج را انجام می دهد. در این ناحیه، واریستور مقار جریان قابل توجهی را در واحد سانتی متر مربع هدایت می کند و فواصل رسانایی در این ناحیه میلی ثانیه تا میکرو ثانیه است. علاوه بر این، هر چقدر میزان جریان بالا باشد، طول موج کوتاه تر می باشد. همچنین در این ناحیه دانه های زینک اکساید میزان مقاومت واریستور را کنترل می کنند.  انتهای کوتاه تر ناحیه جریان بالا جاییست که موج های سوییچ کننده بالا تر از ۲۰۰۰ amps هستند که ما شاهد جریان های صاعقه می شویم. این ناحیه ای است که میزان ولتاژ تخلیه یا داده هایی در رابطه با ولتاژ باقی مانده می دهد که در اکثر جدول های مشخصه ای می توان یافت.

همانطور که دیده می شود، هر کدام از نواحی از اهمیت بالایی هستند و در کنار هم منجر به حفاظت موج واریستور می شوند. البته که دیگر جداول و مشخصه های واریستور نیز مهم هستند ولی این مورد برای هر طراحی جزو مهم ترین مشخصه هاست.