 |
4.2 Термоэлектрические эффекты
|
|
|
|
4. 2 Термоэлектрические эффекты
При прохождении тока через контакт могут проявляться термоэлектрические эффекты.
Эффект Томсона – перенос тепла носителями электрического тока. Бывает положительный и отрицательный – приводит к смещению максимума температуры в контакте от середины: при положительном эффекте максимум смещается в направлении переноса тока, при отрицательном - в противоположном.
Эффект Пельтье – проявляется при контактировании проводников из разных материалов, когда появляется контактная разность потенциалов. Если электрическое поле в контакте, создаваемое этой разностью потенциалов, ускоряет электроны, то в контакте выделяется тепло Пельтье, если же это поле задерживает движение электронов, то это тепло поглощается.
Эффект Колера – результат туннельного сопротивления, присущего пленкам на поверхности соприкасающихся контактов. Тепло, выделяемое в туннельном сопротивлении при прохождении туннельного тока, переносится туннельными электронами к анодной стороне. В результате анодная сторона на контакте нагревается сильнее катодной.
Термоэлектрические эффекты вызывают температурную асимметрию в контакте, они приобретают значение главным образом в слаботочных контактах (1 ¸ 5 А).
4. 3 Переходное сопротивление контактов
В результате контактирования отдельными участками (a-пятнами), сечение контакта используется не полностью. Так как линии тока собираются в пучки возникает сопротивление сужения – Rс. Кроме того, может существовать сопротивление малопроводящих пленок и налетов пыли – Rп. Эти два вида сопротивлений определяют переходные сопротивления контактов – Rm.
|
|
|
Рис. 4. 1. Микроструктура электрического контакта
Величина переходного сопротивления контактов, в зависимости от окружающих условий, может иметь значительный разброс.
Часто переходное сопротивление контактов (мкОм) определяют по эмпирическим формулам, наиболее употребительная из которых такова:
, (4. 1)
где K0 – коэффициент для контактов (мкОм× Нm):
серебряных 60
медных слаботочных 140 ¸ 280
медных сильноточных 400;
коэффициент m для контактов:
точечного 0, 5
линейного 0, 5¸ 0, 8
плоскостного 1, 0;
Fк – сила нажатия в контактах (Н). Различные формы контактов показаны на рис. 4. 2.
Рис. 4. 2 Разновидности контактов
4. 4 Нагрев контактов номинальным током
В режиме длительного протекания номинального тока температура нагрева контактов должна быть такой, чтобы не происходило интенсивного образования окислов на них, приводящего к повышению переходного сопротивления, и не нарушалась теплостойкость соседних с ними изоляционных деталей.
Повышенная температура может приводить к разрушению пленок и холодному свариванию контактов.
Температура нагрева контактов электрических аппаратов лежит в пределах 100 ¸ 120°С. Для серебряных и металлокерамических на его основе контактов температура может быть выше, но не превышать допустимой температуры соседних частей и деталей. При всех условиях желательно, чтобы температура нагрева контактов не превышала температуру рекристаллизации материала:
- для меди 180°C;
- для серебра 150°C.
В условиях токов короткого замыкания контакты могут нагреваться и до более высоких температур, но, в любом случае, не выше температуры плавления, во избежание их сваривания.
|
|
|
