Основні поняття про процеси в контактах та їх конструкцію.

Електричний контакт – це місце переходу струму із однієї струмоведучої деталі в іншу.

За характером руху контакти бувають:

· Нерухомі;

· Рухомі;

· Нерозмикальні;

· Рухомі розмикальні.

(Рис.2Мікроструктура електричного контакту.)

1- Плівка;

2- α (альфа) пляма.

Під дією О₂ та інших хімічних реагентів, на поверхні контактів утворюється плівка. У міру збільшення сил натиску плівки у місцях дотику починають лопатись і продавлюватись, створюючи зони суто-металевого дотику (альфа плями). Збільшення сили дотику приводить до зростання альфа-плям.

Плівки в цьому процесі відіграють позитивну роль. У місцях суто металевого контакту розвиваються великі сили міжмолекулярного зчеплення. При великій площі такого дотику, яка могла б утворитись без плівки, контакти було б неможливо відірвати тими силами, які реальні для контактних пристроїв. При переміщенні контактів один відносно іншого плівки не дозволяють розвиватись великим площам суто-металевого дотику.

При достатньому значенні градієнта напруги (10⁶…10⁷В/см) може відбутися пробій на найвужчих ділянках плівки, що приводе до утворення тонких металевих перетинів. Це когерерний ефект (фритинг). Він приводить до утворення альфа плям. Це викликає місцеве збільшення його густини і виникає опір стягування R_c. У місцях контактування, через неповне руйнування плівок а також наявність пилу існує опір плівок R_п.

У сукупності ці два фактори (опір плівок та опір стягування) визначають перехідний опір контактів R_пер.

Перехідний опір має значний розкид через велику кількість умов, що впливають на значення перехідного опору та на величину площ альфа-плям. На основі дослідних даних отримали формулу:

(1) де:

– коефіцієнт контактного опору, що залежить від стану контактної поверхні.

- сила натиснення контактів.

m – показник, що характеризує ступунь залежності контактного опору від сили, яка стискує контакти, при конкретному виді контакту.

Залежно від контактної поверхні виділяють 3 основних види контактів:

1. Точковий – створюється, коли контактуючим поверхням надати форму сфер, або сфери і площини.

2. Лінійний – контактуючі поверхні мають циліндричну форму і контактують по твірним.

3. Поверхневі – передбачене геометричне дотикання контактних деталей по якійсь поверхні.

Із формули перехідного опору випливає, що електричний опір контактів обернено пропорційний силі контактного атиску і не залежить від площі їх дотику. Цим пояснюється переважне застосування лінійних та точкових контактів, при яких великий питомий тиск сприяє кращій очистці поверхні від окисів. Але це не означає, що розміри контактів не мають значення. Коли розміри дуже малі, то мала і теплоємність та площа охолодження контактних тіл що викличе їх перегрів. Зменшення перехідного опору зі збільшенням сили натиску пояснюється тим, що при цьому зростає кількість точок дотику.

На графіку залежність перехідного опору від сили натиску має вигляд:

(Рис. Залежність R_пер від контактного натиснення)

1. зростання натиснення;

2. зниження натиснення.

3. Різниця між 1 та 2 пояснюється залишковою деформацією окремих горбиків на контактах.

4. Якість контакту в основному характеризується спадом на ньому:

(Рис.4 Допустимі спади напруги на контактних з’єднаннях )

1- Для комутуючих контактів;

2- Для розімкнутих та не розімкнутих контактів.

Стан контакту задовільний, якщо:

(2), де:

- допустимий спад напруги на контакті.