5. Материалы, используемые для изготовления контактов.
Точечные контакты (применяются для коммутации цепей малой мощности до 35 Вт) изготавливаются из серебра, золота, платины и их сплавов. Наибольшее применение имеет серебро, которое имеет высокую электропроводимость и теплопроводность, невысокую стоимость и легко обрабатывается. Золото не окисляется и является наилучшим материалом для контактов, работающих при низких напряжениях и малом контактном нажатии. Однако оно имеет небольшую твердость и легко сваривается, поэтому используют сплав золота, серебра и платины. Платина имеет высокую температуру плавления и хорошую устойчивость к коррозии и эрозии, но высокую стоимость. Применяют сплавы платины с иридием, родием и осмием. Палладий по своим свойствам близок к платине, но значительно дешевле. Сплавы палладия с серебром и медью отличаются повышенной твердостью.
Для линейных контактов (используются для коммутации цепей мощностью до 150 Вт) используют серебро, вольфрам, графито-серебряные смеси, металлокерамические сплавы. Вольфрам отличается большой твердостью, устойчивостью к механическому износу, высокой температурой плавления и дугостойкостью. Контакты из вольфрама имеют больший срок службы, но обладают большим переходным сопротивлением. Металлокерамические сплавы имеют большую твердость, хорошую дугостойкость и малое переходное сопротивление. Они получаются при спекании порошков двух не сплавляющихся между собой металлов.
При плоскостных контактах (применяют для коммутации мощных цепей, до2000Вт) в качестве материалов используют вольфрам, уголь, графит, красную медь, металлокерамические сплавы. Красная медь имеет хорошую электропроводимость и невысокую стоимость, но быстро окисляется. Поэтому конструкции контактов из меди должны быть самоочищающимися.
6. Режим размыкания контактов. Условия самопогасания дуги.
При размыкании контакта уменьшается площадь соприкосновения от S0 до 0. При этом увеличивается переходное сопротивления контакта от Rк до бесконечности.
В цепи с индуктивной нагрузкой при размыкании контакта образуется высокое напряжение:
отсюда
В момент полного размыкания контактов производная di/dt достигает максимума. Т.к. при уменьшении тока производная имеет отрицательное значение, то в момент полного размыкания контактов Uk резко ↑.
При размыкании контакта при определенном значении Uk электроны, вырванные с поверхности катода, приобретают достаточно высокую энергию для ионизации воздуха, между электродами. В результате возникает ДУГА (это явление, которое исключает электрическое размыкание цепи). Еще одной неприятностью дуги является то, что при ней происходит разрушение контактов, когда материал катода переносится на анод. Происходит эрозия контактов, увеличивающая переходное сопротивление. Для исключения разряда в контакте необходимо находить такое значение мощности, при котором будут выполняться условия самогашения дуги.
Условия самогашения дуги:
- увеличение межконтактного расстояния
- уменьшение тока цепи
- уменьшение напряжения цепи
для увеличения срока службы контактов применяют искрогасящие схемы, магнитное дутье и спец конструкции контактов.