Изучение электрических контактов, исследование влияния материала, формы и силы нажатия контактов на их переходное сопротивление

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра электротехнических комплексов

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ

(Отчёт по лабораторной работе №5)

Выполнил:

Студент гр. ЭМ – 51            Тарасов В. О.            «18»  марта  2008 г.

Проверил:

К.т.н., доцент            Никитин Л.В.                    «16» апреля 2008 г.

Новосибирск 2008

Цель работы:

Ознакомится с различными видами электрических контактов, исследовать влияние материала, формы и силы нажатия контактов на их переходное сопротивление.

Теоретическое введение:

Электрическим контактом называется соединение двух проводников, позволяющее проводить ток между ними. Соприкасающиеся проводники называются контактами или контакт-деталями.

Поверхности проводников, соприкасающиеся друг с другом и обеспечивающие переход тока из одного проводника в другой, называются контактными поверхностями. Сами проводники называются контактными элементами или контактами.

Совокупность отдельных контактных элементов, соединённых между собой тем или иным способом, называется контактным узлом.

Сила, с которой одна контактная поверхность прижимается к другой, называется контактным нажатием.

Под контактами понимают такие контактные узлы, в которых при работе аппарата происходит перемещение одной контактной поверхности относительно другой. Контакты разделяются на два типа:

− коммутирующие, в них должно быть обеспеченно отделение одной контактной поверхности от другой, чтобы прервать связь между ними

− скользящие, в них должно быть обеспеченно перемещение одной контактной поверхности по другой без нарушения электрического контакта между ними

Требования к материалам контактов:

1.Высокие электро- и теплопроводность;

2.Высокая коррозионная стойкость;

3.Стойкость к образованию оксидных пленок;

4. Малая твердость (для уменьшения силы нажатия);

5.Высокая прочность (для уменьшения износа);

6.Малая эрозия;

7.Высокая дугостойкость (t плавления);

8.Стойкость к образованию дуги;

9.Технологичность обработки и низкая себестоимость.

При наложении контактов получается не идеально ровное соприкосновение, которое происходит не по всей поверхности соединения, а только в отдельных точках. Поэтому действительная контактная поверхность во много раз меньше кажущейся контактной поверхности соприкосновения.

Рисунок 1 Соприкосновение контактов

Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую, обусловленное сужением сечения контакта в элементарных неровностях материала, через которые проходит ток, и сопротивлением масляных, сульфидных, газовых плёнок и пыли называется переходным сопротивлением контакта.

Величина переходного сопротивления для любого вида контакта может быть найдена по следующей формуле

где ε – коэффициент, зависящий от материала и состояния поверхности контакта; m – коэффициент, зависящий от числа точек соприкосновения и типа соприкасающихся контактов; p – нажатие контактов.

В таблице 1 приведены значения коэффициента ε для различных контактных пар очищенных от окислов.

Таблица      1      Значения коэффициента ε

В таблице 2 приведены значения коэффициента m для различных типов контактов.

Таблица      2      Значения коэффициента m

В лабораторной работе исследуются электрические контакты из четырёх материалов: сталь, алюминий, медь и серебро. Материал контактных пар одинаков.

Рисунок 2 Формы исследуемых соприкасающихся поверхностей

Анализ:

Влияние формы контакта на переходное сопротивление.

Форма соприкасающихся контактов влияет лишь на площадь соприкосновения, от которой зависит число точек касания контактов, от числа последних зависит коэффициент m. В лабораторной работе исследуется три формы контактов показанных на рисунке 2:

а) плоскостной

б) линейный

в) точечный

Самое большое переходное сопротивление у точечного контакта, среднее у линейного, самое малое у поверхностного.

Величина контактной поверхности, которая зависит от формы контактов, влияет на величину теплоотдачи, чем больше контактная поверхность, тем выше теплоотдача с неё и тем ниже температура контактного соединения.