ee-contacte-2-2014.pdf

30
CONTACTUL ELECTRIC (2)

Upload: andra-cornea

Post on 02-Oct-2015

11 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

  • CONTACTUL ELECTRIC (2)

  • 2Determinarea ariei reale de contact i a rezistenei de striciune pentru un micropunct de contact

    (A) Contact punctual elastic (hertzian) ntre dou suprafee netede

    Se consider cunoscute: sarcina normal ce trebuie transmis de la o sfer la cealalt, F (N) razele celor dou sfere R1 i R2 (mm) caracteristicile de elasticitate ale celor dou materiale :

    modulele de elasticitate E1 i E2 (N/mm^2)coeficienii contraciei transversale (coeficienii Poisson) v1, v2 (u.r)

    Ipoteze: suprafeele care vin n contact sunt fr asperiti, izotrope i omogene contactul este frontal (dup direcia normal la suprafa) deformaia este suficient de mic pentru a aplica teoria liniar a elasticitii

    Soluie elaborat de Hertz n 1881 pentru contactul ntre dou corpuri elastice.

  • 3( )

    apasare de fortei a uniforme iitransmiteripotezain contact de aria pe presiunea

    23

    20

    2220

    pi

    =

    =

    a

    Fp

    yxapx,yp

    Presiunea pe suprafaa de contact urmeaz o lege parabolic

    maxmedie

    ech

    echmax

    pa

    Fp

    REFp

    32

    6

    2

    3/1

    23

    2

    =

    pi=

    pi=

    3

    1

    212

    22

    1

    21

    3/11111

    43

    43

    +

    +

    =

    =

    RREv

    EvF

    ERF

    aech

    ech

    3/21

    2 FCaAr =pi=

    21

    2

    22

    1

    21

    111

    111

    RRR

    Ev

    Ev

    E

    ech

    ech

    +=

    +

    =

    Raza zonei de contact rezult

    Constanta C1 depinde de dimensiunile sferelor care vin n contact (R1, R2) i de caracteristicile materialului (E1, E2, v1, v2)

    3/113/1

    122

    =

    =

    = FK

    FCaRstrictiune

    Contact punctual elastic(relaia Hertz)

  • 4Referitor la S3Dup aplicarea forei F (normal pe suprafaa de contact) corpurile sunt deformate prin compresiune. Deformarea local produce o suprafa de contact de forma unui cerc (n cazul general suprafaa de contact este o elips). Fora F se transmite pe suprafaa de contact prin presiuni de contact distribuite neuniform, p(x,y). Legea de distribuie a presiunii este o lege parabolic reprezentat n figuraDiametrul (2a) al zonei de contact va depinde de fora care menine contactul. Deformarea sferelor n urma creia apare zona plan de contact, este deformare elasic. n consecin relaia dintre efortul unitar i deformaia specific este liniar (legea lui Hook), constanta de proporionalitate fiind modulul de elasticitate E.

    Raza zonei circulare de contact crete cu creterea forei aplicate la puterea 1/3Aria real de contact crete cu creterea forei aplicate la puterea 2/3Rezistena de striciune a contactului punctual hertzian (deformare elastic) scade cu creterea forei aplicate

    Relativ la semnificaia coeficientului de contracie Poisson (una dintre constantele elastice ale unui material)

    ( )( ) 5,00...1/

    /unitara axialaalungire

    unitara latransversacontractie00

    00K

    lll=

    ==

    LLLv

  • 5( ) 3/1221

    3/1

    123

    )E (E material acelasidin sunt sferele daca43

    =

    =

    =

    EvRF

    a

    ERF

    aech

    ( )3/1

    222

    2

    1431

    pi=

    vREFpmax

    E = 120000 Mpa, v = 0.3 Presiunea maxim pe suprafaa de contact i raza suprafeei de contact pentru sfere de raz egal (R) din acelai material

  • 6Rezistena de striciune calculat pentru contact circular plan pentru diferite diametre ale zonei de contact i diferite materiale ale pieselor n contact.Rezistena de striciune scade cu creterea ariei reale de contact

    3/113/1

    122

    =

    =

    = FK

    FCaRstrictiune

    Constanta K1 depinde de constantele elastice ale materialului, fora de apsare i rezistivitatea electric (a se vedea S3)

    De reinut faptul c pentru valori foarte mici ale ariei reale de contact, valorile rezistenei de striciune coboar sub 100 mOhm.(de exemplu pentru 2a

  • 7n regim de deformare plastic relaia Holm stabilete legtura dintre:

    2/1222

    =pi

    =

    = FKR

    FH

    aR strictiunestrictiune

    Solidele se comport elastic pn cnd eforturile i n consecin deformrile, depesc anumite limite dincolo de care se produce tranziia ctre regimul de deformare plastic. Apare deformarea rezidual.

    2/12

    2 FCH

    Fa

    HF

    aAAHF rr =pi==pi==

    (B) Contact punctual plastic

    F - Fora aplicat contactelorH duritatea materialului de contact (efortul unitar la strivire specific materialului)Ar - aria suprafeei reale a microcontactelor = 0,2...0,1 factorul Prandtl (coeficient subunitar care ine seama c duritatea vrfurilor de

    contact este mai mic dect duritatea H msurat macroscopic prinapsarea unei sfere pe suprafaa unei epruvete)

    Rezistena de striciune pentru contact punctual circular devine

    rezistivitatea electric a materialului contactului (ohm.mm2/m)

    Deoarece Rs ~ F-1/2 rezistena scade cu creterea forei aplicate

    Contact punctual plastic(relaia Holm)

  • 8Relaia dintre aria real de contact i for (load) pentru deformare plastic i elastic. Materialul de contact aliaj de cupru neplacat.Pentru forele aplicate (0 la 40 N) rezultatele experimentale sunt n concordan cu modelul de contact elastic.Deformrile plastice apar pentru fore de apsare mai mari de 40 N

  • 9Factori care determin tranziia de la contactul elastic la cel plastic sub aciunea foreiaplicate pe suprafaa de contact.

    Tranziia micropunctului de contact de la comportarea elastic la cea plastic comentariiPentru E, H constante (acelai material) i P constant (aceeai for de apsare pe contact), situarea micropunctului de contactn zona de contact elastic sau plastic va depinde de caracteristicile suprafeei de contact surprinse de parametrul s/b Pentru suprafee reale, inidcele de plasticitate variaz de la 0,1 la 100. De exemplu pentru suprafa de oel (E=210GPa i H=2,5GPa) variaz de la 0,35 la 33 n funcie de modul n care a fost uzinat suprafaa (valorile mici corespund suprafeelor cu grad nalt de finisare). n concluzie, contactul elastic presupune suprafee foarte netede i presiuni de apsare n zona contactului care care s fie mici n raport cu duritatea materialului de contact.

    NOT 1: pentru semnificaia parametrului de rugozitate b vezi slide-ul care urmeazNOT 2: fora de apsare relativ este reprezentat n scar logritmic deci valoarea -2 corespunde unei valori p = 0,01 .a.m.d

  • 10

    Modelul Greenwood Williamsom (GW, 1966) este un model utilizat pentru predicia ariei reale de contact i rezistenei de contact pentru suprafee care au asperiti (detalii privind modelul pe S11). Aria real de contact este un cluster de micropuncte de contact distribuite statistic pe suprafaa

    de contact. Modelul G-W presupune cunoscut densitatea de probabilitate cu care este distribuit rugozitatea {p(z), S17 n fiierul EE-CONTACTE-1.pdf}

    Fiecare micropunct de contact este un contact elastic (hertzian) ntre o asperitate asimilat unei sfere de raz b i un plan (suprafaa de referin). Fora de apsare aplicat (F) se distribuie pe acele asperiti ale cror nlimi z sunt mai mari dect distana de separaie d.

    (C) Contact ntre suprafee cu asperiti (modelul Greenwood-Williamson)

    2/32/1

    34

    ;; iiiiii bEFbAba =pi==

    Fiecare punct individual de contact este caracterizat de raza ai, aria Ai i fora de apsare, Fi(preluat din fora total aplicat). Relaiile de calcul deduse din teoria contactului elastic sunt:

    i deformaia rezultat dup stabilirea contactului

    Observaie important: i = zi - d

  • 11

    neinteractiuparalel

    n

    ii

    ji

    n

    j ij

    jin

    ii

    s

    RR

    adaa

    a

    R

    +=

    pi

    +

    =

    = ==

    2

    11

    12

    ai - raza micropunctului de contact (MPC) cu index (i)dij distana dintre MPC-i respectiv MPC-j rezistivitatea materialului

    Rezistena de striciune corespunztoare unui cluster format din n micropuncte de contact este dat de relaia:

    Rezistena de striciune este suma a doi termeni: 1) rezistenei rezultat din punerea n paralel a rezistenei de

    striciune a celor n micropuncte de contact, calculat cu relaia lui Holm, Rparalel

    2) rezisten suplimentar introdus de interferena zonelor de conducie datorit apropierii dintre micropuntele de contact (rezisten mutual), Rinteractiune

    Spre deosebire de contactul elastic ntre suprafee netede pentru care suprafaa de contact crete cu puterea 2/3 a forei de apsare pentru suprafeele aspre care vin n contact (a se vedea S3), aria real de contact crete direct proporional cu fora de apsare. n consecin, rezistena de striciune scade cu 1/F

    F~KAF~CA

    r

    /r

    +

    +

    aspresuprafeteelasticContactnetedesuprafeteelasticContact 32

    Rezistena de striciune corespunztoare unui cluster format din n micropuncte de contact cu aceeai raz:

    pi

    +

    =ji

    n

    j ijs dnan

    R1

    21

    2

  • 12

    Variaia rezistenei de striciune cu fora de apsare pe contact - rezultate de calcul

    Dup cum se observ din figura alturat, pentru fiecare valoare a forei de apsare este reconstituit (n desenul asociat) structura zonei de contact. Creterea forei de apsare determin creterea numrului de micropunte de contact (suprafaa de contact este reprezentat n pseudo-culoare nuana de cyan corespunznd micropunctelor de contact formate pe suprafa)

  • 13

    Raportul dintre aria real i aria aparent de contact pentru suprafee de contact curate (fr pelicul distrubatoare), din diferite materialeFora de apsare este de 10, 100 respectiv 1000 N

    Hxx - Aluminiu ecruisatxx - grad de ecruisare(vezi explicaiile din slide-ul urmtor S14)

  • 14

    CLASIFICAREA ALIAJELOR DE ALUMINIU DIN PUNCT DE VEDERE AL TRATAMENTELOR TERMICEIn sensul larg al cuvantului, notiunea de tratament termic se refera la orice operatii de incalzire si executata in scopul modificarii proprietatilormecanice, a structurii metalografice sau a gradului de tensionare interna a unui produs metalic.Executarea orcarui tratament termic consta din urmatoarele operatii:1 Incalzirea aliajului la o anumita temperatura , functie de compozitia aliajului respectiv;2 - Mentinerea la aceasta temperatura un anumit timp calculat in functie de grosimea maxima a pieselor in momentul executarii tratamentului termic.3 - Racirea aliajului de la temperatura de tratament la temperatura camerei, mediul si viteza de racirevariind in functie de specificatia de material si de tipul tratamentului termic executat.Din punct de vedere al influentei tratamentelor termice asupra aliajelelor de aluminiu, acestea se clasifica in 2 categorii:Prima categorie aliaje de aluminiu netratabile termic, din care fac parte aliajele binare (Al-Mn; Al-Si, Al-Mg), care in urma aplicarii unuitratament termic de punere in solutie si imbatranire nu isi imbunatatesc proprietatile mecanice, deci nu se obtine cresterea rezistentei si a duritatii. Aceste aliaje se utilizeaza de obicei in starea de livrare care poate fi F; O sau H.F reprezinta starea rezultata dintr-o procesare care nu implica prelucrare, ecruisare sau tratament termic. O reprezinta starea rezultata in urma aplicarii unui tratament termic de recoacere, aceasta stare avand cea mai buna deformabilitate.H reprezinta starea rezultata in urma ecruisarii aliajelor de aluminiu, ecruisare obtinuta in timpul executarii operatiilor de prelucrare la rece(extrudare sau laminare). Simbolul H este urmat de un grup de 2 cifre care reprezinta gradul de ecruisare.In cazul in care un astfel de aliaj este livrat in starea F sau H si nu poate fi prelucrat in acestestari, aliajul poate fi recopt, dar in urma acestui tratament aliajul respectiv ramane in stare recoaptasi nu mai poate fi adus in alta stare..A doua categorie aliaje de aluminiu durificabile prin precipitare, care in urma aplicarii unui tratament termic de punere in solutie si precipitare se obtine o imbunatatire substantiala a proprietatilor mecanice.De obicei tratamentele termice sunt aplicate aliajelor de aluminu durificabile prin precipitare in scopul cresterii rezistentei si a duritatii.

  • 15

    Rezistena pelicular, Rp

  • 16

    Apare datorit peliculei disturbatoare care se formeaz pe suprafaa pieselor de contact n aer suprafeele de contact metalice adsorb gaze care reacionnd chimic cu oxigenul,

    formeaz pelicule de oxizi ce mresc considerabil rezistena de contact metalele nobile se acoper cu un strat subire de oxizi care mpiedic oxidarea n continuare, celelalte metalele se acoper cu straturi relativ groase de oxizi, sulfuri, sulfii sau alte corpuri

    strine care se depun pe suprafaa contactului; se formeaz o pelicul semiconductoare, considerat practic de grosime uniform (d).

  • 17

    Mai mult despre adsorbieSe deosebesc patru tipuri de adsorbii dup natura corpului adsorbant i natura corpului adsorbit; astfel, exist adsorbia solid-gaz, solid-lichid, lichid-gaz i lichid-lichid. Intensitatea gradului de adsorbie este direct proporional cu presiunea i invers proporional cu temperatura la care se afl interfaa adsorbant-adsorbit.Adsorbia poate fi: de natur fizic, numit i adsorbie fizic, la care fenomenul adsobiei se datoreaz aciunii forelor Van der

    Waals de atracie dintre moleculele adsorbantului i adsorbitului. Acest fenomen este similar procesului de condensare a lichidelor. Energia de activare implicat este < 10 kcal/mol

    de natur chimic, adesea numit i chemosorbie, fenomen n care gazul este meninut la suprafa de forele chimice specifice substanelor implicate. Fenomenul de adsorbie se datoreaz formrii legturilor chimice. Energia de activare implicat este > 10 kcal/mol.

    Adsorbtia este procesul de fixare i acumulare a moleculelor unui gaz sau a unui lichid pe suprafaa unui corp solid.Procesul creeaz o pelicul de Absortia este procesul prin care un corp solid sau lichid ncorporeaz o substan oarecare din afar.

    Adsorbie fizic: legturi slabe stabilite prin fore Van der Waals. Nu este specific se produce ntre orice tip de molecule aflate n vecintatea suprafeei corpului solid dac temperatura este suficient de cobort pentru a permite interaciunea.

    Adsorbie chimic: legturi chimice implicnd suprapunerea orbitalilor i transfer de sarcin electric. Depinde de natura suprafeei de exemplu chemosorbia hidrogenului nu se produce pe suprafee din aur sau mercur

  • 18

    Exemplu de formare a peliculei disturbatoare pe suprafaa de cupru. ntr-o prim etap (0...80) ore suprafaa este expus n aer cu compoziie standard, la temepratura de 23 de grade C i umiditate relativ (UR) de 70%. Se formeaz pelicula de oxid de cupru, a crei grosime crete cu cca. 0.6 /or. Dup 80 de ore de expunere, n atmosfewr este adugat clor (gaz prezent n concentraii reduse n mediile industriale). Viteza de formare a peliculei de clorin este n medie egal cu cca. 6 /or (de 10 ori mai mare dect viteza de formare a peliculei de oxid de cupru)

    - Angstrm - 1 =10-10 m (unitate de masura utilizata in caracterizarea distantelor interatomice)ppb - parti pe bilion - 1ppb = 1ng/g sau pentru solutii apoase 1ng/ml

    Formarea peliculei disturbatoare

    Efectul formrii peliculei disturbatoare asupra rezistenei de contact, pentru contacte de nichel (Ni), cupru (Cu), argint (Ag). Suprafeele metalice au fost expuse aciunii unui amestec de N2 O2 SO2 S8 H2O la 30 grade C

  • 19

    Rezistena de contact pentru suprafee cu asperiti i pelicul disturbatoare

    Pentru un micropunct de contact avnd raza egal cu a rezistena pelicular se poate evalua cu relaia propus de Holm (este a II-a relaie Holm prima fiind cea care evalueaz rezistena de striciune pentru contactul plastic):

    2, 2 iss

    iic

    a

    Ra

    Rpi

    +

    =

    ssR

    2,i

    ssip

    a

    RRpi

    = n care

    este rezistena superficial specific a peliculei de grosime uniform t, n Ohmm2

    - dac contactul este elastic atunci rezistena de contact este

    Pentru calculul rezistenei de contact se consider modelul simplificat din figur. Asperitile suprafeei sunt acoperite cu o pelicul disturbatoare avnd grosimea uniform t.

    - dac contactul este plastic atunci rezistena de contact este

    i

    ss

    iic F

    HRF

    HR +pi=2,

    Rezistena total de contact pentru n micropuncte de contact identice (Rc,i = RMPC) se calculeaz conform schemei echivalente din figur, punnd n paralel rezistenele de contact ale micropunctelor individuale

    MPC

    n

    i icc Rn

    RR==

    =1 ,

    11

  • 20

    Contacte cu pelicul disturbatoare caracterizate de fore mici de apsare pe contact (de exemplu contactele de cupru sau aluminiu a releelor sau comutatoarelor de JT sau contactele separatoarelor n staii de IT cu izolaie n aer).n acest caz conducia electric se stabilete prin fritare, n dou etape: Mecanism (A) de fritare - strpungerea electric a peliculei disturbatoare care se comport ca un izolant electric creaz o un

    micropunct de contact cvasimetalic prin care ncepe s circule curentulMecanism (B) de fritare circulaia curentului, echivalent la scar microscopic cu transportul de sarcin electric (electroni)

    prin interfaa de contact, mrete aria real de contact, reducnd rezistena de contact

    Mecanisme de conducie electric prin pelicula disturbatoare (fritare)Contacte cu pelicul disturbatoare caracterizate de fore mari de apsare pe contact Pentru fore de apsare pe contact de valoare mare apare fisurarea mecanic a peliculei

    La prima aplicare a rampei de curent rezistena de contact scade de la valoarea iniial de 65 Ohm la valoarea final de 4 Ohm prin efectul combinat al celor dou mecanisme de fritare (A i B)Intervalul de timp n care RC se stabilizeaz la valoarea final (4 Ohm) este mai lung dect frontul rampei de curent, fiind de cca.150 s

    Experiment: contactului analizat (contact cu pelicul disturbatoare i for mic de apsare pe contact), i se aplic o ramp de curent care crete de la 0 la 0,1 A n cca.50s (reprezentat n figur cu galben) i se nregistreaz variaiile n timp ale curentului i tensiunii pe contact, Rezistena de contact dinamic poate fi calculat ca raportul dintre valorile instantanee sincrone ale tensiunii i curentului. Variaia n timp a RC-dinamic este redat n figur.

    Dac imediat dup prima aplicare se realizeaz o nou aplicare a rampei de curent, rezistena de contact are de la nceput valoarea de 4 Ohm (valoarea stabilizat obinut dup aplicarea primei rampe de curent), deoarece pelicula disturbatoare a fost eliminat urmare a fritrii iar formarea unei noi pelicule necesit un anume interval de timp.

    Evoluia n timp a rezistenei de contact la aplicarea unei rampe de curent

  • 21

    Dac pentru experimentul descris anterior, se reprezint valorile instantanee simultane ale tensiunii pe contact i curentului pentru prima aplicare a rampei de curent, se obine graficul din figur - operaia este echivalent cu eliminarea timpului din variaiile UC(t) respectiv i(t) .Curba astfel obinut se numete caracteristica tensiune timp asociat fenomenului de fritare.Punctele A, B, C de pe grafic corespund momentelor de timp (25, 45, 145 s). Valorile rezistenei dinamice corespunztoare punctului A se obin din raportul UC,A / iA La fel pentru punctele B respectiv C. Rezistena calculat astfel este egal cu panta dreptelor OA, OB respectiv OCPe segmentul OAB al caracteristicii UC-I scderea rezistenei de contact se face iniial prin fritare tip A (n vecintatea punctului O) apoi prin fritare tip B. Pe segmentul BC se observ clar efectul fritrii de tip B care contribuie la scderea rezistenei dinamice de la 9 la 4 Ohm n condiiile n care curentul se menine constant (0,095 A). Timpul necesar stabilizrii valorii rezistenei este de cca.100 s

    Caracteristica tensiune-curent pentru a II-a aplicare a rampei de curent este dreapta OC (absena peliculei disturbatoare, eliminat la prima aplicare a rampei de curent, face ca rezistena de contact s se menin constant i egal cu 4 Ohm pe toat durata circulaiei de curent)

  • 22

    Valoarea iniial a rezistenei de contact (1,5 pe grafic) este rezultatul stabilirii conduciei prin strpungerea peliculei distrubatoare fritare (A)La creterea n continuare a curentului rezistena de contact se micoreaz urmare a creterii ariei reale de contact fritare (B). Pe grafic sunt marcate dou valori succesive ale rezistentei dinamice de contact de 50 respectiv 19 m(valoarea rezistenei fiind calculat ca raportul dintre valorile tensiunii pe contact i curentului corespunztoare punctului n care vrem s calculm rezistena dinamic). Dei intensitatea curentului crete, tensiunea pe contact se menine constant datorit scderii RCLa ntreruperea curentului, rezistena dinamic de contact se menine constant i egal cu 19 m (explicaie: aria real de contact obinut la sfritul procesului de cretere a curentului se va menine pn la formarea unei noi pelicule disturbatoare proces care necesit intervale de timp mai ndelungate)

    Caracteristic tensiune-curent pentru contact de aluminiu n aer (rampa de curent are valoarea stabilizat de cca.100 de ori mai mare dect cea corespunztoare experimentului anterior - curentul crete de la 0 la 9,3 A)

  • 23

    Efectul forei de apsare pe contact

    Dac se reprezint variaia rezistenei electrice a unui contact, subansamblu format din dou piese metalice meninute n contact prin aplicarea unei fore, n funcie de fora de apsare pe interfaa de contact, por fi identificate dou regimuri:(1) Regim instabil: pentru valori mici ale forei de apsare valoarea rezistenei de contact

    scade cu creterea forei aplicate, fiecare dintre cele dou componente ale rezistenei de contact scznd cu creterea forei dup o lege proprie.

    (2) Regim stabil: se menine activ numai rezistena de striciune a crei contribuie se menine constant i independent de valoarea forei aplicate

    Pelicula disturbatoare este eliminat prin fritare (n regiunea marcat cu 1) respectiv mecanic (n regiunea marcat cu 2).

  • 24

    Materialul c m e Argint 0,842 10-4 0,6 2,25 10-4 Cupru 0,935-4 0,6 2,48 10-4 Aluminiu 1,342 10-4 0,6 1,35 10-4 Sinterizat Cu-W 1,972 10-4 0,6 12,6 10-4 Cupru cositorit 0,596 10-4 0,6 0.225 10-4 Cupru argintat

    0.918-10'4 0,6 2.25 10-4

    Relaie folosit n practic pentru evaluarea Rc n zona forelor mici de apsare pe contact

    Coeficienii c, m, i e din relaia de calcul a rezistenei de contact ca funcie de fora de apsare pe contact sunt determinai pe cale experimental (relaia este deci empiric)Valori ale acestor coeficieni pentru diferite materiale de contact sunt date n tabel.Pentru fo n N rezistena de contact rezult n ohmiPeste o anumit valoare a forei de apsare, respectiv a presiunii pe contact, rezistena nu se maimicoreaz substanialn practic se stabilete o valoare optim a presiunii de contact

    ncc IRU = Rezistena de contact poate fi controlat prin valoarea tensiunii pe contact Valori uzuale ale tensiunii pe contact sunt de ordinul 1...50 mV pentru

    curentul nominal In al cii de curent n care este inserat contactul Densitatea de curent pe interfaa de contact este 10 A/mm2 valoare mai

    mare dect cea corespunztoare cii de curent. Diferena apare datorit reducerii ariei reale de contact n raport cu aria nominal de contact.

  • 25

    Gazele (O2, SO2, H2S) care ptrund n zonele ocupate de punctele de contact recioneaz cu materialul contactelor

    Se formeaz pelicule izolante din oxizii sau sulfiii metalelor din care sunt construite piesele de contact

    Punctele de contact i reduc treptat suprafaa

    Micropunctele de contact realizate reprezint o barier n calea influxului de gaz ambiant. Dar, dup o perioad de timp suficient de lung gazul ptrunde totui n zona de contact.

    Situaia corespunde contactului nchis

    Variaia n timp a rezistenei de contact

  • 26

    Peliculele de oxizi sau sulfii se strpung periodic,Rc variaz n timp

    1, 2, 3, 4,...perioad de formare a peliculei de oxid pe durata creia rezistena de contact cretet1, t2, t3, ...strpungerea electric a peliculei

    Pentru meninerea rezistenei de contact la valoare constant, se poate practica acoperirea cu cositor sau cu argint a pieselor de contact realizate din aluminiu sau cupru

  • 27

    timp

    RcVariaia n timp a Rc (pentru diferiteintensiti ale curentului electric)este ntr-o prim faz foarte slab,pn la atingerea situaiilor n carestarea de conducie a zonelor decontact se modific brusc aparecolapsul conductiv

    Viteza de oxidare a materialului contactelor crete cu creterea temperaturii de funcionare a

    zonei de contact (deci cu intensitatea curentului care parcurge contactul n regim normal de funcionare)

    este influenat de mediul n care funcioneaz contactul (contactele care funcioneaz n aer liber se oxideaz mai repede dect cele care funcioneaz imersate n ulei)

  • 28

    Variaia Rc n urma difuziei gazelor ambiante n zonele de contact contacte n aer pentru diferite intensiti ale curentului nominal

    Variaia Rc cu temperatura de funcionare a contactului Contacte n ulei pentru curent constant (400 A) i temperatur ambiant variabil

  • 29

    Exemplu tipic de degradare sever pentru o pies de contact,cositorit (papuc pentru conectarea unei conexiuni flexibile lao born de aparat) , dup cum rezult din banda caracteristicde reziduuri acumulate pe marginea piesei ca urmare aoxidrii i deteriorrii mecanice

  • 30

    Pies de contact din aluminiucositorit n zone afectate dedeteriorare (analiza suprafeeirealizat cu SEM scanningelectron microscopy)

    (a) Zon de eroziune electric (regiunea 1)

    (b) acumulare de reziduuri rezultate prin frecarea pieselor de contact la mici vibraii i oxidare (regiunea 2)

    (c) Zon de exfoliere (regiunea 3)(d) Zon de abraziune (regiunea 4)(e) Exfoliere combinat cu abraziune

    Mecanisme de deteriorare