Переходное сопротивление контакта

В месте перехода электрического тока из одной контактной детали в другую деталь замкнутого контакта (δ =0) возникает электрическое сопротивление, которое называют переходным сопротивлением: R_П = R_К. Величина 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

(Ом),

где k – коэффициент, значение которого зависит от материала контакта, способа обработки и состояния контактной поверхности деталей (например, для не окисленного 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).

Зависимость переходного сопротивления от силы нажатия показана на рис. 2.6а.

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.

Характерная зависимость переходного сопротивления (медного контакта) от температуры показана на рис. 2.6б. Возрастание переходного сопротивления R_П по мере увеличения температуры θ нагрева контактной поверхности примерно до 200^оС на участке 1 определяют по эмпирической формуле

,

где R_П0 - переходное сопротивление (Ом) контакта при θ =0^оС, - температурный коэффициент сопротивления материала контакта (^оС^-1). Снижение переходного сопротивления на участке 2 происходит вследствие размягчения материала и увеличения в результате этого фактической площади соприкосновения контактных деталей при неизменном нажатии F_К. Если температура продолжает расти, то 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 (в частности меди) 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 степени чем медь подвержены окислению. Кроме того, 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.