Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с электрического контакта )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема электромеханического реле, показывающая катушку, четыре пары нормально разомкнутых и одну пару нормально замкнутых контактов

Электрический контакт представляет собой электрический компонент цепи найден в электрических переключателях , реле , разъемы и выключатели . [1] Каждый контакт представляет собой кусок электропроводящего материала, обычно металла . Когда пара контактов соприкасается, они могут пропускать электрический ток с определенным контактным сопротивлением , зависящим от структуры поверхности, химического состава поверхности и времени контакта; [2] когда пара разделена изолирующим промежутком, пара не пропускает ток . Когда контакты соприкасаются, переключательзакрыто ; когда контакты разъединены, выключатель разомкнут . Зазор должен быть изолирующей средой, такой как воздух, вакуум, масло, SF 6 . Контакты могут приводиться в действие людьми в кнопках и переключателях , с помощью механического давления в датчиках или кулачках машины и электромеханически в реле. Поверхности, на которых соприкасаются контакты, обычно состоят из металлов, таких как сплавы серебра или золота [3] [4], которые обладают высокой электропроводностью , износостойкостью, стойкостью к окислению и другими свойствами. [5]

Состояния контактов [ править ]

Выключатель света с нормально разомкнутой контактной парой

Нормально закрытый ( НЗ ) пара контактов замкнута (в проводящем состоянии) , когда он, или устройство , работающее его, находится в обесточенном состоянии или расслабленном состоянии. [ необходима цитата ]

Нормально открытый ( NO ) пара контактов открыта (в непроводящее состояние) , когда он, или устройство , работающее его, находится в обесточенном состоянии или расслабленном состоянии. [ необходима цитата ]

Форма обратной связи[ редактировать ]

Национальная ассоциация производителей реле и ее преемница, Ассоциация производителей реле и переключателей, определяют 23 различных формы электрических контактов, используемых в реле и переключателях. [6] Из этих контактных форм наиболее распространены следующие:

Форма А контакты[ редактировать ]

Контакты формы A («замыкающие контакты») - это нормально открытые контакты. Контакты открыты , когда возбуждающий сила (магнит или реле соленоида) является не присутствует. Когда присутствует возбуждающая сила, контакт замыкается. Альтернативное обозначение для формы A - SPST-NO . [6]

Форма B контакты[ редактировать ]

Контакты формы B («размыкающие контакты») - это нормально замкнутые контакты. Его действие логически инвертировано из формы A. Альтернативное обозначение для формы B - SPST-NC . [6]

Контакты формы C[ редактировать ]

Небольшое реле с контактами формы C

Контакты формы C («переключающие» или «переключающие» контакты) состоят из пары нормально замкнутых контактов и пары нормально разомкнутых контактов, которые управляются одним и тем же устройством; между контактами каждой пары существует общее электрическое соединение, в результате чего получается только три соединительных клеммы. Эти клеммы обычно обозначаются как нормально разомкнутые , общие и нормально замкнутые ( NO-C-NC ). Альтернативное обозначение для формы C - SPDT . [6]

Эти контакты довольно часто встречаются в электрических переключателях и реле, поскольку общий контактный элемент обеспечивает механически экономичный метод обеспечения большего количества контактов. [6]

Контакты формы D[ редактировать ]

Контакты формы D (контакты с «непрерывным переходом») отличаются от формы C только в одном отношении, а именно в порядке размыкания во время перехода. Если форма C гарантирует, что вкратце оба соединения открыты, форма D гарантирует, что вкратце все три терминала будут подключены. Это относительно необычная конфигурация. [6]

Форма K контакты[ редактировать ]

Контакты формы K (со средним расположением) отличаются от формы C тем, что имеется центральное или нормально открытое положение, в котором не выполняется ни одно соединение. Переключатели SPDT с центральным выключенным положением являются обычным явлением, но реле с такой конфигурацией относительно редко. [6]

Форма X контакты[ редактировать ]

Тумблер с одним контактом формы X. При срабатывании подвижный контакт поворачивается влево, перекрывая зазор между двумя неподвижными контактами.

Контакты формы X или контакты с двойным замыканием эквивалентны двум контактам формы A , соединенным последовательно, механически соединенным и управляемым одним приводом, и также могут быть описаны как контакты SPST-NO . Они обычно используются в контакторах и тумблерах, предназначенных для работы с индуктивными нагрузками большой мощности. [6]

Форма Y контакты[ редактировать ]

Контакты формы Y или контакты с двойным размыканием эквивалентны двум контактам формы B , соединенным последовательно, механически соединенным и управляемым одним приводом, а также могут быть описаны как контакты SPST-NC . [6]

Форма Z контакты[ редактировать ]

Форма Z или контакты с двойным замыканием и двойным размыканием сопоставимы с контактами формы C , но они почти всегда имеют четыре внешних соединения: два для нормально открытого пути и два для нормально закрытого пути. Как и в случае форм X и Y , оба пути тока включают два последовательно соединенных контакта, механически связанных и управляемых одним приводом. Опять же, это также описывается как контакт SPDT . [6]

Сделайте перерыв [ править ]

Типы make and break

Если переключатель содержит как нормально разомкнутые (NO), так и нормально замкнутые (NC) контакты, порядок, в котором они замыкаются и размыкаются, может иметь большое значение. В большинстве случаев это правило « взломать до сборки» или BBM ; то есть контакты NO и NC никогда не замыкаются одновременно во время перехода между состояниями. Это не всегда так, контакты формы C следуют этому правилу, в то время как в других отношениях эквивалентные контакты формы D следуют противоположному правилу: замыкаются до разрыва. Меньше общая конфигурация, когда контакты NO и NC одновременно замкнуты в течение переходного периода, это делает до разрушения или МОВ . [ необходима цитата ]

Электрические параметры[ редактировать ]

Контакты рассчитаны на допустимую нагрузку по току в замкнутом состоянии и отключающую способность по напряжению при размыкании (из-за дуги) или в разомкнутом состоянии. Номинальное напряжение открытия может быть номинальным напряжением переменного тока, номинальным напряжением постоянного тока или обоими. [7]

Гашение дуги[ редактировать ]

Контакты высоковольтного переключателя, использующего открытый воздух в качестве изолирующей среды

Когда контакты реле размыкаются для прерывания высокого тока с индуктивной нагрузкой , возникает скачок напряжения , вызывающий дугу на контактах. Если напряжение достаточно высокое, дуга может возникнуть даже без индуктивной нагрузки. Независимо от того, как образуется дуга, она будет сохраняться до тех пор, пока ток через дугу не упадет до точки, слишком низкой для его поддержания. Электрическая дуга повреждает электрические контакты, а продолжающаяся дуга может помешать разомкнутым контактам отключать питание от управляемой системы. [8]

В системах переменного тока , где ток проходит через ноль дважды за каждый цикл, все дуги, кроме самых энергичных, гаснут при пересечении нуля. Проблема более серьезна с постоянным током, где таких переходов через ноль не происходит. Вот почему контакты, рассчитанные на одно напряжение для переключения переменного тока, часто имеют более низкое номинальное напряжение для постоянного тока. [9]

Материалы [ править ]

Контакты могут быть изготовлены из самых разных материалов. Типичные материалы включают: [5]

  • Серебряные сплавы
  • Золото
  • Металлы платиновой группы
  • Углерод [10]

Теория электрического контакта [ править ]

Рагнар Холм внес большой вклад в теорию и применение электрических контактов. [11]

Макроскопически гладкие и чистые поверхности являются микроскопически шероховатыми и в воздухе загрязнены оксидами, адсорбированным водяным паром и атмосферными загрязнениями. Когда два металлических электрических контакта соприкасаются, фактическая площадь контакта металла с металлом мала по сравнению с общей площадью контакта с физическим контактом. В теории электрических контактов относительно небольшая область, где электрический ток течет между двумя контактами, называется точкой а, где а означает неровность . Если маленькое a-пятно рассматривается как круглая область и удельное сопротивлениеЕсли металл однороден, то ток и напряжение в металлическом проводнике обладают сферической симметрией, и простой расчет может связать размер a-пятна с сопротивлением границы раздела электрических контактов. Если между электрическими контактами существует контакт металл-металл, то сопротивление электрического контакта , или ЭЦР (в отличие от объемного сопротивления металла контакта), в основном связано с ограничением тока через очень небольшую площадь, т.е. место. Для получения контактных пятен радиусов меньших , чем длина свободного пробега электронов , баллистическая проводимость электронов происходит, что приводит к явлению , известным также в качестве сопротивления Шарвин . [12]Контактное усилие или давление увеличивает размер a-пятна, что снижает сопротивление сужения и сопротивление электрического контакта. [13] Когда размер контактных выступов становится больше, чем длина свободного пробега электронов, контакты типа Холма становятся доминирующим транспортным механизмом, что приводит к относительно низкому контактному сопротивлению. [2]

См. Также [ править ]

  • Отскок контакта
  • Блокировочное реле
  • Смачивающий ток
  • Напряжение смачивания
  • Электрическое соединение

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://www.galco.com/comp/prod/relay.htm
  2. ^ а б Чжай, С .; Hanaor, D .; Пруст, Г .; Ган, Ю. (2015). «Зависимое от напряжения сопротивление электрического контакта на фрактальных шероховатых поверхностях» (PDF) . Журнал инженерной механики . 143 (3): B4015001. DOI : 10.1061 / (ASCE) EM.1943-7889.0000967 .
  3. ^ Matsushita Electronics, «Техническая информация о реле: определение терминологии реле», § Контакт, http://media.digikey.com/pdf/other%20related%20documents/panasonic%20other%20doc/small%20signal%20relay%20techincal% 20info.pdf
  4. ^ "Mech Eng Term" (PDF) . Panasonic.biz .
  5. ^ a b «Материалы для электрических контактов» . PEP Brainin . 2013-12-13 . Проверено 4 марта 2017 .
  6. ^ a b c d e f g h i j Раздел 1.6, Справочник инженеров по реле, 5-е изд., Ассоциация производителей реле и переключателей, Арлингтон, Вирджиния; 3-е изд., Национальная ассоциация производителей реле, Элкхарт, штат Индиана, 1980; 2-е изд. Хайден, Нью-Йорк, 1966; большие части 5-го издания находятся здесь. Архивировано 5 июля 2017 г. в Wayback Machine .
  7. ^ "Поттер Брамфилд куеп-11d15-24" . Проверено 22 ноября 2012 года .
  8. ^ "Явление контактной дуги" (PDF) . PickerComponents.com . Компоненты средства выбора.
  9. ↑ Глава 4 , Том IV, Уроки электрических цепей , EETech Media, июнь 2017 г.
  10. ^ Beurskens, Джек. "Контакты - Шин-Эцу Полимер Юроп Б.В." www.shinetsu.info . Проверено 4 марта 2017 .
  11. ^ "Конференции IEEE Holm по электрическим контактам" . ieee-holm.org . Проверено 4 марта 2017 .
  12. ^ Чжай, C; и другие. (2016). «Межфазное электромеханическое поведение на шероховатых поверхностях» (PDF) . Письма об экстремальной механике . 9 : 422–429. DOI : 10.1016 / j.eml.2016.03.021 .
  13. Перейти ↑ Holm, Ragnar (1999). Электрические контакты: теория и приложения (4-е изд.). Springer. ISBN 978-3540038757.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Питни, Кеннет Э. (2014) [1973]. Руководство Ney Contact - Электрические контакты для использования с низким энергопотреблением (перепечатка 1-го изд.). Дерингер-Ней, первоначально JM Ney Co. ASIN  B0006CB8BC .[ постоянная мертвая ссылка ] (NB. Бесплатная загрузка после регистрации.)
  • Слэйд, Пол Г. (2014-02-12) [1999]. Электрические контакты: принципы и применение . Электротехника и вычислительная техника . Электротехника и электроника. 105 (2-е изд.). CRC Press , Taylor & Francis, Inc. ISBN 978-1-43988130-9.
  • Холм, Рагнар ; Холм, Остальное (2013-06-29) [1967]. Уильямсон, JBP (ред.). Электрические контакты: теория и применение (перепечатка 4-го перераб.). Springer Science & Business Media . ISBN 978-3-540-03875-7.(NB. Переписанный ранее " Справочник по электрическим контактам ".)
  • Холм, Рагнар ; Холм, Остальное (1958). Справочник по электрическим контактам (3-е полностью переписанное изд.). Берлин / Геттинген / Гейдельберг, Германия: Springer-Verlag . ISBN 978-3-66223790-8. [1] (NB. Перезапись и перевод более ранней " Die technische Physik der elektrischen Kontakte " (1941) на немецкий язык, которая доступна в виде перепечатки под ISBN 978-3-662-42222-9 .) 
  • Гек, Манфред; Валчук, Евгений; Буреш, Изабель; Вайзер, Йозеф; Борхерт, Лотар; Фабер, Манфред; Бахрс, Вилли; Saeger, Karl E .; Imm, Рейнхард; Беренс, Фолькер; Хебер, Йохен; Гросманн, Германн; Штреули, Макс; Шулер, Питер; Хайнцель, Гельмут; Хармсен, Ульф; Дьёри, Имре; Ганц, Иоахим; Хорн, Йохен; Каспар, Франц; Линдмайер, Манфред; Бергер, Франк; Бауджан, Гюнтер; Кричел, Ральф; Вольф, Иоганн; Шрайнер, Гюнтер; Шретер, Герхард; Мауте, Уве; Линнеманн, Хартмут; Тар, Ральф; Мёллер, Вольфганг; Ридер, Вернер; Камински, Ян; Попа, Хайнц-Эрих; Шнайдер, Карл-Хайнц; Больц, Якоб; Vermij, L .; Майер, Урсула (2016) [1984]. Винарицкий, Эдуард; Шредер, Карл-Хайнц; Вайзер, Йозеф; Кейл, Альберт; Merl, Wilhelm A .; Майер, Карл-Людвиг (ред.). Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen: Grundlagen, Technologien, Prüfverfahren(на немецком языке) (3-е изд.). Берлин / Гейдельберг / Нью-Йорк / Токио: Springer-Verlag . ISBN 978-3-642-45426-4.