Этапы развития устройств автоматики и телемеханики. Датчики (измерительные преобразователи). Электромагнитное реле постоянного тока (с угловым перемещением тока), страница 20

По форме контактных поверхностей они делятся на «точечные», когда в месте соприкосновения образуется точка (а); «линейные», когда в месте соприкосновения образуется линия (б); «плоскостные», когда образуется плоскость (в).

Маломощные контакты конструируются обычно точечными, усиленные – линейными, мощные – плоскостными.

По  способу замыкания контакты делят на: прижимные (а1, а2, а3, б1), прижимные с притиранием (б1, в4), врубающиеся (в3).

Маломощные контакты выполняются из серебра, сплавов серебра, палладия, платины, сплавов платины с иридием и родием, золота и его сплавов.

Для усиленных контактов применяют вольфрам, смешанные из серебра с графитом, металлокерамические (псевдосплавы) марок СН-70 (серебро-никель), ВС-30 (вольфрам-серебро).

Для мощных контактов используют красную медь, уголь, металлокерамические контакты марки Ср-КД-86-14 (серебро-кадмий),смеси порошков различных металлов (например: меди, вольфрама, серебра и никеля, которые при изготовлении прессуются, а потом спекаются).

Серебро – обладает высокой электро- и теплопроводностью и сравнительно невысокой стоимостью. Оно применяется 2 марок – технически чистой 99,9% ли сплав серебра с 10% меди. Серебро легко окисляется, но его окислы имеют хорошую электропроводность и поэтому не увеличивают переходное сопротивление контакта R0.

Платина – обладает хорошей устойчивостью против коррозии (разрушением окислением и действием влаги) и эрозии (разрушении контакта при искрении), но малой твердостью. Чаще применяют сплавы платины с иридием. Они не окисляются, дугостойки и обладают большим сроком службы, чем контакты из одной пластины, но являются дорогими и применяются редко.

Золото – применяют для изготовления контактов, работающих при малом контактном нажатии и низких напряжениях. Легко свариваются и в цепях большой мощности не применяются. Для контактов используют сплавы. 70% золота, 24% серебра и 6% платины.

Красная медь – дешевый металл, но быстро окисляется, поэтому медные контакты должны работать при большом нажатии и часто очищаться. Медь применяется только для изготовления мощных контактов, у которых легко снимаются поверхностные окислы. Окислы при малом U и малых контактных давлениях создают большое переходное сопротивление, а иногда и полное размыкание цепи при соприкасающихся контактных пружинах.

Вольфрам – обладает большой твердостью и хрупкостью, но имеет высокие температуру плавления и дугостойкость, его недостатки – высокое переходное сопротивление (при Рк≥0,5 Н R0=0.2 Ом) и плохая прикрепляемость к пружинам. Контакты из вольфрама не свариваются, не поддаются механическому износу и устойчивы к эрозии, поэтому имеют большой срок службы при больших U и индуктивных нагрузках.

Режимы работы контактов

В работе контактов различаются 3 режима: замкнутое состояние, размыкание и замыкание цепи.


При замкнутых контактах поверхности соприкосновения прижимаются одна к другой с усилием Рк (контактным давлением). Поверхность в месте соприкосновения состоит из выступов и впадин, поэтому касание происходит не везде, а лишь в отдельных точках. При контактном давлении происходит смятие материала, а по мере увеличения давления число точек касания увеличивается и переходное сопротивление контакта R0 уменьшается. Наличие пыли, посторонних частиц, оксидных пленок увеличивает сопротивление R0, действуя так же, как и неровность поверхностей. Для осуществления надежного контакта необходимо продавить пленки, очистить пыль и окислы, поэтому контакт тем лучше, чем больше Рк и чище поверхность.

Переходное сопротивление электрического контакта может быть определено по формуле 

Где а0 – постоянная, зависящая от материала, формы, размера контакта и состояния поверхности

       l0 – зависит от формы контакта

                          (l0 ≈ 0.5 – для точечных контактов,  l0≈0.5±0.7 для линейных, l0≈1 для плоскост                                         ных).          

Длительно замкнутый контакт нагревается, R0 меняется в зависимости от температуры, которая в свою очередь зависит от напряжения на контакте Uk.