Материалы, которые используются для электрических контактов, имеют большое значение, ведь от них во многом зависит успешное функционирование той или иной схемы. Эти материалы играют немаловажную роль в таких обширных сферах как электрические машины и электрическое оборудование. Отсюда следует, что выбор подходящего материала для электрических контактов действительно очень важен.
Успешное использование электрических контактов для специфического применения является результатом различных факторов. Во время выбора подходящего материала для электрических контактов, необходимо учесть множество разнообразных факторов, чтобы подобрать именно тот материал, который оптимально подойдёт для конкретной ситуации. Некоторые из самых важных факторов продемонстрированы ниже.
Сила контакта
Контактное сопротивление пары контактов зависит от той силы, которая применена через закрытую позицию контактов. Итак, в чём же выражается эта сила? Контакты должны проявлять стойкость в течение эксплуатации, увеличивается необходимое контактное пространство для контактов.
Эта контактная сила очень эффективна в том случае, если контакты имеют искривлённую поверхность по сравнению с контактами, которые имеют ровную поверхность. Так же, контактная сила может формировать фракции от 1 грамма до 1 килограмма. Материалы, используемые для электрического контакта, должны быть в состоянии выдержать данную контактную силу.
Напряжение и электрический ток
Эффективность контактов зависит от напряжения и от электрического тока, которые контакты должны как пропускать, так и не пропускать во время своей работы. Так что конечно же следует уделить немало внимания этому фактору при подборе подходящего материла для контакта. Те контакты, которые используются при подаче постоянного тока, должны быть из такого материала, который будет в состоянии осуществить передачу с поверхности контакта, с которого идёт постоянный ток, на другой контакт.
Соответственно, на одном из этих контактов должен быть бугор, а на поверхности другого контакта должно быть отверстие (на том контакте, с которого идёт постоянный электрический ток). Направление передачи может как преобразовывать положительное в отрицательное, так и наоборот. Это зависит от полярности ионов, которые создаются материалом.
Контактное сопротивление
Основная функция почти всех электрических контактов заключается в том, чтобы проводить электрический ток. Отсюда следует, что электрический контакт должен обладать очень маленьким контактным сопротивлением, чтобы не иметь нежелательного падения напряжения, проходящего через контакт, в особенности в том случае, если номинальное значение напряжения маленькое.
Сопротивление контакта можно разделить на две составляющие, которые существенно отличаются друг от друга и имеют разную величину. Контактное сопротивление состоит из сопротивления на материале и сопротивления поверхности между контактами. Сопротивление материала контакта является очень низким по сравнению с сопротивлением взаимного влияния. Поверхности взаимного влияния контакта являются ровными.
Каждая ровная поверхность имеет несколько маленьких точек проекции. Эти небольшие точки проекции ограничивают область касания поверхностей, которые взаимно влияют друг на друга. Вследствие этого, эффективная область взаимного влияния, через которую проходит электрический ток, очень мала по сравнению с общей областью поверхностей взаимного влияния.
Поэтому, сопротивление на контакте взаимного влияния очень высоко. Для уменьшения этого контактного сопротивления, необходимо сделать поверхности взаимного влияния настолько гладкими, насколько это возможно, для того чтобы увеличить область поверхностей взаимного влияния, которые касаются друг друга.
Контактное сопротивление может изменяться вместе с загрязнением поверхности взаимного влияния, которое имеет химическую природу, а именно оно выражается в окислении материала контакта. Такое вот окисление материала, из которого сделан контакт, является основной проблемой, связанной с электрическими контактами.
В течение работы электрических контактов электрический дуговой разряд приводит к нагреванию и эрозии контактов. Вследствие этого, материал контакта формирует некоторые химические соединения, такие как оксиды, карбонаты, хлориды, сульфаты и сульфиды, и т.д.
Эти соединения формируют слой тонкой плёнки на поверхностях контактов. Данные соединения не проводят электрический ток, находясь в природе. Это обстоятельство приводит к тому, что контактное сопротивление значительно возрастает.
Сопротивление коррозии
Во время подборки материала, который бы подходил для электрических контактов, необходимо иметь в виду, что материал этот должен обладать высоким сопротивлением по отношению к коррозии при рабочей температуре. Это качество достаточно значимо при подборе, и не стоит пренебрегать этим параметром. Также материал для электрических контактов должен быть свободен от окисления во время дугового разряда.
В противном случае, химические соединения, которые были перечислены выше и которые будут образовываться в процессе окисления, могут создать не проводящий слой тонкой плёнки на поверхностях контактов, что приведёт к увеличившемуся контактному сопротивлению.
Клейкость или свариваемость
В ходе действия электрических контактов, которые используются в схемах с высоким номинальным значением электрического тока, дуговой разряд создаёт очень высокую температуру. В силу того, что температура высокая, есть вероятность того, что контакты могут склеиться или привариться друг к другу.
Отсюда следует, что при выборе материалов, которые подходят для электрических контактов, нужно учитывать, что материалу для данной функции следует обладать способностью выдерживать такую вот высокую температуру. Материал не должен свариваться при подобной нагрузке на него.
Способность к гашению электрической дуги
Во время работы электрических контактов, возникает электрическая дуга. Для того, чтобы эксплуатация электрических контрактов была успешной, эта электрическая дуга должна быть погашена, причём, чем раньше это будет сделано, тем лучше. Соответственно, при выборе подходящего материала, нужно учитывать, что этот материал должен иметь свойство, которое должно помочь при гашении электрической дуги.
Высокая электропроводность
Общее сопротивление электрических контактов должно быть как можно более маленьким для уменьшения потерь при переключении. Поэтому материал, который позиционируется как материал для электрических контактов, должен обладать высокой электрической проводимостью, чтобы соответствовать той роли, которая отведена электрическим контактам в схеме.
Высокая теплопроводность
В ходе эксплуатации электрических контактов, которые применяют в тех схемах, в которых высоко номинальное значение электрического тока, дуговой разряд создаёт такое тепло, которое приводит к очень высокой температуре.
Для того чтобы избежать концентрации этого тепла на поверхности контактов, это тепло должно быть распределено по поверхности контакта и рассеяно в атмосфере. Так что при поиске материала, который подходил бы для электрических контактов, следует обратить внимание на то, что данный материал должен обладать высокой проводимостью тепла.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось - это поможет развитию канала
