Температура площадки касания

В зоне стягивания  температура неодинакова во всех точках сечения проводника, максимальное значение темпера­туры имеет место на площадке контактирования. Поэтому формула для расчета сопротивления контакта   должна учитывать изменение удельного сопротивления материала от температуры. Если обозначить через температуру площадки касания, то

<<, где   – удельное сопротивление материала контактов при ; – температурный коэффициент сопротивления;  - температура на границе зоны стягивания, т. е. темпе­ратура тела контакта.

Температура площадки касания связана с температурой тела контакта

С учетом зависимости удельного сопротивления от температуры сопротивление стягивания.

Кроме того, оказывается, что падение напряжения на сопротив­лении стягивания связано с температурами и 

.

Последнее выражение носит название формулы Хольма-Кольрауша.

Подпись:   Рис. 2.6. R-U-характеристика кон¬такта Анализируя приведенные зависимости, можно сделать следую­щие выводы.

При увеличении температуры контакта его сопротивление рас­тет. При увеличении  падения напряжения на контакте растет тем­пература контакта. Следова­тельно, при увеличении паде­ния напряжения на контакте растет его сопротивление.

Зависимость сопротивле­ния контактов от падения напряжения на них может быть снята экспериментально. Эта зависимость называется «R –U характеристикой», и ее типичный вид изображен на рис. 2.6.

Вначале при увеличении падения напряжения на контакте его сопротивление растет (рис. 2.6). Од­нако при некотором значении сопротивление резко падает.

Этот спад объясняется тем, что при увеличении растет и температура площадки  касания. При температура

достигает такого значения, что механические свойства металла изменяются, происходит размягчение металла и под действием приложенной силы площадка увеличивается, а  сопротивление уменьшается.

Напряжение на контактах, при котором происходит размяг­чение металла, называется напряжением размягчения.

При дальнейшем увеличении температура на площадке растет и может достичь температуры плавления. Тогда под действием прило­женной силы площадка вновь увеличится, сопротивление упадет еще раз. Этот спад называется спадом плавления, а напряжение, при котором наблюдается этот спад, называется напряже­нием     плавления.

Напряжение размягчения и напряжение плавления являются характеристиками материала, из которого вы­полнен контакт. Значения этих характерных напряжений для не­которых материалов приведены  в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Температура и напряжения размягчения и плавления материала контакта

Материал

Алюминий

Сталь

Никель

Медь

Серебро

Кадмий

Вольфрам

Олово

Платина

Графит

150

500

520

190

150

-

1000

100

540

-

0,10

0,21

0,22

0,12

0,09

-

0,40

0,07

0,25

-

658

1530

1455

1083

960

321

3370

232

1773

4700

0,30

0,60

0,65

0,43

0,35

0,15

1,00

0,13

0,70

5,00

Для «слаботочных» контактов (реле) принимается условие, что допустимое падение напряжения должно быть меньше на­пряжения размягчения. Обычно контактное падение напряжения

Если известен ток , который должны пропускать контакты, то ориентировочно можно найти и допустимое сопротивление кон­тактов

.

При выбранном материале контактов знание сопротивления кон­тактов позволяет отыскать необходимую силу нажатия, что важно при проектировании механизмов аппаратов.