Переходное сопротивление контактов

     Контактные соединения в большом количестве входят во все электрические цепи и являются их очень ответственными элементами. Слово «контакт» означает «соприкосновение», «касание».

      В месте соприкосновения проводников образуется электрический контакт – токопроводящее соединение, через которое ток протекает из одной части в другую. Простое наложение контактных поверхностей соединяемых проводников не обеспечивает хорошего контакта, так как действительное соприкосновение происходит не по всей поверхности, а только в немногих точках. Причина этого — неровность поверхности контактирующих элементов. Действительная площадь соприкосновения во много раз меньше общей контактной поверхности. Из-за малой площади соприкосновения контакт представляет довольно значительное сопротивление. Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется переходным контактным сопротивлением. Сопротивление контакта всегда больше, чем сплошного проводника таких же размеров и формы. При создании контактных соединений применяют различные способы нажатия и скрепления проводников:

      Переходное контактное сопротивление тем меньше, чем больше сила нажатия. Однако давление в контакте целесообразно увеличивать только до некоторой определенной величины. Давление должно быть достаточно большим для того, чтобы обеспечить малое переходное сопротивление, но не должно вызывать деформаций в материале контактов. Свойства контактного соединения могут с течением времени меняться. В процессе эксплуатации под действием разнообразных факторов переходное сопротивление контакта увеличивается. Очень сильно переходное контактное сопротивление зависит от температуры. При протекании тока контакт нагревается, и повышение температуры вызывает увеличение переходного сопротивления. Окисление вызывает очень сильное увеличение переходного сопротивления. При этом окисление поверхности контакта идет тем интенсивнее, чем выше температура контакта. Особенно интенсивное окисление меди начинается при температурах выше 70С. Алюминиевые контакты на воздухе окисляются быстрее меди. Они быстро покрываются пленкой окиси алюминия, которая является очень устойчивой и тугоплавкой и обладает такая пленка довольно высоким сопротивлением. Отсюда можно сделать вывод, что добиться стабильного переходного контактного сопротивления, которое не будет увеличиваться в процессе эксплуатации очень тяжело. Таким образом, состояние контактных поверхностей оказывает решающее влияние на рост переходного сопротивления контакта. Для получения долговечности контактного соединения должна быть выполнена качественная зачистка и обработка контактной поверхности, создано оптимальное давление в контакте и что не маловажно — правильный выбор материалов для контактных устройств. В спецаппаратуре, например, контакты разъемов, коммутирующих устройств изготавливают из золота и платины. Показателями хорошего качества контактов служат его переходное контактное сопротивление и температура нагрева.

Измерение переходного сопротивления контактов коммутирующих устройств

     Переходное сопротивление контактов необходимо измерять при определенных токах и напряжении на контакте. Измерять сопротивление контактов напрямую с помощью цифрового омметра или обычного тестера бессмысленно, так как такие приборы пропускают через измеряемую цепь токи около 0.5 мА... 1,0мА при напряжении на измеряемой цепи порядка 1...2 В. Многие типы мощных контактных устройств не способны обеспечивать паспортное переходное сопротивление при таких малых токах нагрузки. Для определения сопротивления контакта реле достаточно собрать простую схему косвенного измерения, показанную на рисунке 1.

     Балластное сопротивление R ограничивает ток через контакт, а падение напряжения на контакте при известном токе позволяет рассчитать переходное сопротивление. R = U/I ; При выборе элементов схемы измерения следует устанавливать токи тестирования, указанные в таблице 1. При тестировании контактов переходное сопротивление сильно зависит от их температуры и степени загрязнения, поэтому при проведении измерений следует выбирать напряжение и ток через контакты, примерно соответствующие условиям применения реле в конкретной схеме. При коммутации мощных нагрузок следует учитывать тот факт, что первоначальное относительно высокое сопротивление контакта (иногда доходящее до 1...2 Ом) после коммутации быстро уменьшается до десятков и единиц миллиОм под действием электрической очистки. Конструктор должен помнить, что мощное реле может надежно коммутировать мощные индуктивные нагрузки с переходным сопротивлением контактов менее 100 мОм, но неустойчиво работать при коммутации сигнальной цепи с током 5 мА и напряжением 12В, создавая нестабильное переходное сопротивление контакта. Для сигнальных цепей этим сопротивлением почти всегда можно пренебречь. Успехов. К.В.Ю.