ПЕРЕХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КОНТАКТА

·

В зоне перехода тока из одного тела в другое имеет место относительно большое электрическое сопротивление, называемое переходным сопротивлением контакта.

По своей природе переходное сопротивление контакта есть обычное сопротивлению металлического проводника. Только этот проводник – микроскопический бугорок, в котором и происходит физическое контактирование двух проводников между собой. Переходное сопротивление контакта можно представить себе как результат сужения сечения материала в элементарных бугорках и резкого повышения плотности тока в площадках контактирования (рис. 4-1, г и д) по сравнению с плотностью тока в теле контакта.

С уточнениями на основании опытных данных значение переходного сопротивления определяется выражением.

(4-3)

где ε – некоторая величина, зависящая от материала и формы контакта, способа обработки и состояния контактной поверхности; Р – сила, сжимающая контакты; n – показатель степени, характеризующий число точек соприкосновения.

С увеличением числа точек соприкосновения переходное сопротивление контакта уменьшается. В выражении (4-3) показатель степени принимают: для одноточечного контакта n= 0,5, для многоточечных n = 0,7 ÷ 1 (для линейного контакта n = 0,7 ÷ 0,8, для поверхностного n = 1).

Значения величины ε зависят от состояния поверхности контактов, характера их обработки и особенно от степени окисления. Для свежих, неокислен­ных и нормально обработанных одноточечных контактов (обработка на станке, окончательная отделка щлифным напильником и смазка вазелином) можно принимать следующие средние значения ε в омах на корень квадратный из ньютона (OM/H^0,5) [4]:

Зависимость переходного сопротивления от контактного нажатия. Эта зависимость в соответствии с уравнением (4-3) представлена на рис. 4-2. Кривая 1 соответствует процессу возрастания контактного нажатия, кривая 2 – снижению нажатия. Различный ход кривых объясняется наличием остаточных деформаций отдельных бугорков, по которым происходило соприкосновение.

Рис. 4-2. Зависимость переходного сопротивления от силы нажатия

Следует отметить, что при одном и том же нажатии переходное сопротивление одного и того же контакта при каждом замыкании может быть разным и отличаться в достаточно широких пределах: в больших при малых нажатиях и в меньших при больших нажатиях (более 100 Н). Объясняется это тем, что число и размер площадок контактирования при каждом замыкании могут быть разными. Значение переходного сопротивления в зависимости от нажатия практически выражается не какой-то кривой, а областью, огра­ниченной двумя кривыми.

Рис. 4-3. Зависимость переходного сопротивления от температуры

Зависимость переходного сопротивления от температуры. Как указано выше, переходное сопротивление контакта есть сопротивление металла проводника, поэтому оно должно в той же мере зависеть от температуры. Однако с увеличением температуры меняется структура бугорков и площадок соприкосновения за счет изменения удельного сопротивления смятию σ. Поэтому температурный коэффициент здесь будет меньшим. Для меди и

(4-4)

С ростом температуры переходное сопротивление вначале растет (участок I кривой на рис. 4-3). Затем при некоторой температуре (для меди и серебра при 200 – 300 °С) происходит резкое падение механических свойств материала. При том же нажатии увеличивается площадка контактирования, переходное сопротивление (участок II) резко падает. В дальнейшем (участок III) оно снова возрастает линейно с ростом температуры, и при температуре плавления материала контакты свариваются, переходное сопротивление резко падает (участок IV).

Следует отметить, что исследования, выполненные О. Б. Броном [6], показали, что при длительном пребывании серебряных контактов под током их переходное сопротивление не возрастает с температурой, а наоборот, падает, и падает по линейному закону (опыты производились при температуре до 140°С). Отступление от соотношения (4-4) объясняется медленно происходящей в результате Длительного нагревания пластической деформацией материала в площадках контактирования, приводящей к росту этих площадок и уменьшению переходного сопротивления. Коэффициент α оказывается отрицательным.