Переходное сопротивление контакта

Два проводника одинаковой длины и сечения (рис.17), но у второго имеется контакт с усилием нажатия F. Если измерить сопротивления этих проводников, то получим R 2 > R 1.

В зоне перехода тока из одного проводника в другой имеет место переходное сопротивление контакта, которое равно

R _П= R ₂– R ₁.

Переходное сопротивление состоит из двух составляющих: R _С – сопротивления, обусловленного явлением стягивания тока и R _ПЛ – сопротивлением окисных плёнок на поверхности контакта

R _П= R _С+ R _ПЛ.

Физическая картина контактирования, поясняющая явление стягивания тока приведена на рис. 18, где показаны трубки тока, которые стягиваются к площадкам контактирования. Это приводит к уменьшению сечения и увеличению сопротивления.

Размеры одной площадки контактирования q зависят от силы F, сжимающей детали и от свойств материала, которые характеризуются его временным сопротивлением смятию σ.

(47)

С увеличением F величина q увеличивается, но до некоторого предела.

Величина переходного сопротивления находится по эмпирическим формулам, например

(48)

где F – сила контактного нажатия, k – коэффициент, зависящий от материала деталей, состояния поверхности и формы контакта, n – показатель степени, зависит от числа точек контактирования.

Величина переходного сопротивления зависит от ряда факторов:

а) от силы нажатия F, график зависимости в соответствии с (48) показан на рис. 19, где отмечено оптимальное значение силы F _ОПТ, так как при F > F _ОПТ величина переходного сопротивления практически не уменьшается.

б) от температуры, эта зависимость определяется по формуле

(49)

где R _П0 – переходное сопротивление в холодном состоянии контактов, α – температурный коэффициент сопротивления контакт–детали, τ – превышение температуры площадок контактирования.

График зависимости в соответствии с (49) показан на рис. 20, где также показана зависимость для серебряных контактов. У серебра при τ =250 ⁰С переходное сопротивление резко уменьшается, а затем снова возрастает, это свойство используется в технике при повышенных температурах.

в) от состояния контактной поверхности, шлифовка контактов увеличивает R _П по сравнению с грубой обработкой поверхности напильником. При грубой обработке силовых контактов образуется большое количество площадок контактирования.

г) от свойств материала контактов.