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Was ist Übergangskontaktwiderstand und wie geht man damit um?
Von auf der Website veröffentlicht electro-de.tomathouse.com In früheren Artikeln können Sie sehen, dass, sobald sich die Frage auf die Methoden zum Verbinden von Drähten bezieht, sofort Streitigkeiten darüber entstehen, welche der Verbindungsoptionen besser und zuverlässiger ist. Die Kontaktverbindung von höchster Qualität ist immer eine, die so lange wie möglich den niedrigsten Übergangskontaktwiderstand bietet.
Kontaktverbindungen in großer Anzahl sind in allen Stromkreisen und Geräten enthalten und sind ihre sehr wichtigen Elemente. Da der störungsfreie Betrieb elektrischer Geräte und Verkabelungen in hohem Maße vom Zustand der elektrischen Kontakte abhängt, wollen wir in diesem Artikel herausfinden, was es ist - "Übergangskontaktwiderstand" und welche Faktoren bestimmen seine Größe. Lean dabei wird eingeschaltet sein Theorie der elektrischen Geräte, da genau es ist in dieser Disziplin die Fragen elektrischwow Kontaktvon untersuchts am besten und detailliertesten.
Also. Kontaktverbindung - Dies ist ein konstruktives Gerät, bei dem elektrische und mechanische Verbindungen aus zwei oder mehr getrennten Leitern bestehen, die in einem Stromkreis enthalten sind. Am Berührungspunkt der gebildeten Leiter elektrischer Kontakt - eine leitende Verbindung, durch die Strom von einem Teil zum anderen fließt.
Eine einfache Anwendung der Kontaktfehler der angeschlossenen Leiter ergibt keinen guten Kontakt, da der eigentliche Kontakt nicht auf der gesamten Oberfläche, sondern nur an wenigen Stellen auftritt. Der Grund dafür ist die unebene Oberfläche der Kontaktelemente, und selbst bei sehr sorgfältigem Schleifen bleiben mikroskopische Erhebungen und Vertiefungen auf den Oberflächen.
In Büchern über elektrische Geräte finden Sie eine Bestätigung dafür in Fotos, die mit einem Mikroskop aufgenommen wurden. Die tatsächliche Kontaktfläche ist um ein Vielfaches kleiner als die gesamte Kontaktfläche.
Aufgrund der kleinen Kontaktfläche weist der Kontakt einen ziemlich signifikanten Widerstand gegen den Stromdurchgang auf. Der Widerstand an dem Punkt, an dem der Strom von einer Kontaktfläche zur anderen fließt, wird als bezeichnet vorübergehender Kontaktwiderstand. Der Kontaktwiderstand ist immer größer als bei einem festen Leiter gleicher Größe und Form.
Kontaktwiderstand - Das ein starker Anstieg des Widerstands an dem Punkt, an dem der Strom von einem Teil zum anderen fließt.
Sein Wert bestimmt durch die Formel, die experimentell als Ergebnis zahlreicher Studien bestimmt wurde:
Rп = ε / (0,102 F.m ),
gde ε - Koeffizient was davon abhängt auf die Materialeigenschaften der Kontakte und taberauch von der Verarbeitungsmethode und der Sauberkeit der Kontaktfläche (ε hängt von der körperlichen Eigenschaften Kontaktmaterialien, spezifisch elektrisch Beständigkeit, mechanische Festigkeit, Oxidationsfähigkeit der Kontaktmaterialien, Wärmeleitfähigkeit), F - Kontaktpresskraft, N, m - Koeffizient, abhängig von der Anzahl der Kontaktpunkte des Kontaktstny Oberflächen. Dieses Verhältnis kann nehmen Werte von 0,5 bis 1. Für plosKnochen Kontakt m = 1.
Aus der Gleichung folgt auch, dass Der Kontaktwiderstand hängt nicht von der Größe der Kontaktflächen ab und wird für den Kontakt hauptsächlich durch die Druckkraft (Kontaktpressen) bestimmt..
Kontakt klicken - die Kraft, mit der eine Kontaktfläche auf eine andere wirkt. Die Anzahl der Kontakte in einem Kontakt wächst schnell, wenn gedrückt wird.Selbst bei niedrigen Drücken tritt eine plastische Verformung im Kontakt auf, die Spitzen der Vorsprünge zerknittern und mit zunehmendem Druck kommen alle neuen Punkte in Kontakt. Daher werden beim Herstellen von Kontaktverbindungen verschiedene Methoden zum Pressen und Befestigen der Leiter verwendet:
- mechanische Verbindung mit Schrauben (hierfür werden verschiedene Klemmenblöcke verwendet)
- Kontaktieren durch elastisches Federpressen (flache Federklemmenz.B. WAGO),
- Schweißen, Löten, Crimpen.
Wenn sich zwei Leiter im Kontakt berühren, hängen die Anzahl der Stellen und die Gesamtkontaktfläche von der Größe der Druckkraft und von der Stärke des Kontaktmaterials (dessen vorübergehender Kollapswiderstand) ab.
Der Übergangskontaktwiderstand ist umso kleiner, je größer die Druckkraft ist, da die tatsächliche Kontaktfläche davon abhängt. Es ist jedoch ratsam, den Druck im Kontakt nur auf einen bestimmten Wert zu erhöhen, da bei niedrigen Druckwerten der Übergangswiderstand schnell abnimmt und sich bei großen Werten kaum ändert.
Daher sollte der Druck groß genug sein, um einen kleinen Übergangswiderstand bereitzustellen, sollte jedoch keine plastischen Verformungen im Metall der Kontakte verursachen, die zu deren Zerstörung führen können.
Die Eigenschaften der Kontaktverbindung können sich im Laufe der Zeit ändern. Nur ein neuer, sorgfältig gefertigter und abisolierter Kontakt mit ausreichendem Druck hat den kleinstmöglichen Kontaktübergangswiderstand.
Während des Betriebs erhöht sich unter dem Einfluss verschiedener externer und interner Faktoren der Kontaktübergangswiderstand. Die Kontaktverbindung kann sich so stark verschlechtern, dass sie manchmal zu einer Unfallquelle wird.
In viel größerem Umfang Kontaktwiderstand temperaturabhängig. Wenn Strom fließt, erwärmt sich der Kontakt und ein Temperaturanstieg bewirkt einen Anstieg des Übergangswiderstands. Eine Erhöhung des Kontaktübergangswiderstands ist jedoch langsamer als eine Erhöhung des spezifischen Widerstands des Kontaktmaterials, da beim Erhitzen die Härte des Materials und sein vorübergehender Kollapswiderstand abnehmen, was bekanntlich den Übergangswiderstand verringert.
Die Kontakterwärmung ist besonders wichtig im Zusammenhang mit ihrem Einfluss auf den Oxidationsprozess von Kontaktflächen. Die Oxidation führt zu einem sehr starken Anstieg des Übergangswiderstands. In diesem Fall ist die Oxidation der Kontaktfläche umso höher, je intensiver die Kontakttemperatur ist.
Kupfer wird in Luft bei normalen Wohntemperaturen (ca. 20) oxidiert überC) Der in diesem Fall gebildete Oxidfilm hat keine große Festigkeit und wird leicht durch Kompression zerstört. Eine besonders intensive Oxidation von Kupfer beginnt bei Temperaturen über 70 ° C. überC.
Aluminiumkontakte in der Luft oxidieren stärker als Kupfer. Sie werden schnell durch einen Aluminiumoxidfilm gebrochen, der sehr stabil und feuerfest ist und einen solchen Film mit einem ziemlich hohen Widerstand aufweist - etwa 1012 Ohm x siehe
Daraus können wir schließen, dass es sehr schwierig ist, einen normalen Kontakt mit einem stabilen Übergangskontaktwiderstand zu erreichen, der sich in diesem Fall während des Betriebs nicht erhöht. Deshalb benutze es verdrahtetes Aluminium unangenehm und gefährlich, und die meisten Probleme mit der Verkabelung, die in Büchern und im Internet beschrieben werden, treten auf, wenn Drähte und Kabel mit Aluminiumleitern verwendet werden.
Somit hat der Zustand von Kontaktfehlern einen entscheidenden Einfluss auf das Wachstum des Übergangswiderstands des Kontakts. Um die Stabilität und Haltbarkeit der Kontaktverbindung zu erhalten, muss durchgeführt werden Hochwertige Reinigung und Kontaktflächenbehandlungund auch erstellt optimaler Anpressdruck. Indikatoren für eine gute Kontaktqualität sind der Kontaktwiderstand und die Heiztemperatur.
In der Tat mit einem der bekannten Drahtverbindungsmethoden (Klemmenblöcke verschiedener Typen, DrahtschweißenLöten Crimpen) Es ist möglich, einen stabil niedrigen Übergangskontaktwiderstand zu erreichen. Gleichzeitig ist es wichtig, die Drähte korrekt anzuschließen und dabei stets die Technologie zu beachten, die für jede Verbindungsmethode und erforderlich ist Abzweigdrähte Materialien und Werkzeuge.
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