От которых оно зависит

В месте перехода электрического тока из одной контактной детали в другую деталь замкнутого контакта (при δ=0) возникает электрическое сопротивление R_П, которое называют переходным сопротивлением. Это сопротивление создается контактом в электрической цепи, к которой присоединен контакт. Оно составляет обычно основную часть сопротивления R_К коммутирующего контакта, когда контакт замкнут.

Величина сопротивления R_П зависит от ряда факторов, к числу которых относятся: сила нажатия F_К, температура θ в месте соприкосновения деталей, наличие поверхностных пленок окисления деталей и др. На основании опытных данных полагают [2] (в единицах измерения системы СИ) :

, (2.1)

где k – коэффициент, значение которого зависит от материала контакта, а также от способа обработки и состояния контактных поверхностей (например, принимают для медного контакта k=(0,14…0,18)10^-3, для серебряного - k=0,06^.10^-3); n – коэффициент формы контактной поверхности (для точечного контакта n=0,5, для линейного n=0,75, для плоскостного n=1). Например, переходное сопротивление серебряного плоскостного контакта составляет: R_П ≈ 0,06 Ом при F_К =0,01 Н и R_П ≈ 0,0001 Ом при F_К =5 Н.

Общий вид графика зависимости переходного сопротивления R_П от контактного нажатия F_К показан на рис. 2.5а (семейство характеристик управления показано на рис. 1.13а).

Рис. 2.5. Зависимость переходного сопротивления контакта от силы нажатия (а) и от температуры (б)

FККFК

а)

RП

б)

0 θ

RП

Θ=const

FК=const

Кривая 1 соответствует процессу возрастания контактного нажатия F_К, кривая 2 – снижению нажатия F_К. Отличие кривой 2 от 1 объясняется существованием остаточных деформаций отдельных бугорков, по которым происходит соприкосновение контактных деталей. Величину конечного нажатия F_КK выбирают из условия, когда при F_К>F_КK переходное сопротивление R_П изменяется незначительно. У сильноточных аппаратов создается контактное нажатие F_КК >20 Н, обеспечивающее переходное сопротивление в единицы и десятки микро Ом на контакте, выполненном из серебра.

Характерная зависимость переходного сопротивления медного контакта от температуры показана на рис. 2.5б. Возрастание переходного сопротивления R_П по мере увеличения температуры θ нагрева контактной поверхности примерно до 200^оС на участке 1 определяют по эмпирической формуле [2]

,

где R_П0 - переходное сопротивление (Ом) контакта при θ=0^оС, k₀ - температурный коэффициент сопротивления материала контакта (^оС^-1) (для этого участка показано семейство внешних характеристик на рис. 1.13б). Снижение переходного сопротивления на участке 2 происходит вследствие размягчения материала и увеличения в результате этого действительной площади соприкосновения контактных деталей при неизменном нажатии F_К. При дальнейшем увеличении температуры переходное сопротивления увеличивается на участке 3, пока не происходит плавление контактных деталей в точках касания. Детали свариваются, и переходное сопротивление падает практически до нуля (участок 4).

Переходное сопротивление очень чувствительно к окислению контактных поверхностей, поскольку окислы многих металлов являются плохими проводниками тока. У медных открытых контактов вследствие их окисления переходное сопротивление может возрасти в тысячи раз. Интенсивность окисления растет при повышении температуры.

Серебро, олово, цинк в значительно меньшей мере, чем медь подвержены окислению. Кроме того, например, окислы серебра имеют электропроводность соизмеримую с электропроводностью чистого серебра. Поэтому размыкаемые контакты, длительно работающие под током не выключаясь, выполняют из серебра или из металлокерамики на основе серебра. Контакты, рассчитанные на малые токи и малые нажатия, могут быть выполнены из золота или платины.