4.2. Переходные сопротивления контактов.

Простое наложение контактных поверхностей не обеспечивает хорошего контакта, так как действительное соприкосновение происходит не по всей сплошной поверхности, а лишь в немногих точках. Поверхность твердого тела не может быть идеально ровной. Даже при самой тщательной обработке всегда имеется некоторая шероховатость. Поэтому на контактной поверхности прежде всего приходят в прямое металлическое соприкосновение только выступающие вершины бугорков, которые можно представить как систему пирамидок или конусов.

Число таких соприкосновений в контакте быстро растет при нажатии. Даже при небольших давлениях в контакте происходит пластическая деформация, вершины пирамидок смещаются, в соприкосновение происходят все новые точки.

Рис. 18 Соприкосновение контактных поверхностей в сильно увеличенном виде. Проводники соприкасаются только в отдельных точках.

Если два проводника соприкасаются в контакте, то число элементарных площадок и их суммарная площадь соприкосновения будет зависеть от величины силы нажатия и прочности материала контакта его временного сопротивления на слияние

Общая площадь касания всех отдельных площадок составит

С увеличением нажатия точки соприкосновения превращаются в площади, которые постепенно увеличиваются. Однако вследствие значительной прочности материала контактов действительная площадь соприкосновения во много раз меньше общей контактной поверхности: она едва достигает сотых и тысячных ее долей. На рисунке видно, что ток в контакте должен пройти по пирамидкам и через сильно суженные сечения по площадкам соприкосновения. Ввиду малых поперечных сечений этот путь представляет довольно значительное сопротивление для прохождения электрического тока.

Сопротивление в месте перехода тока из одной контактной поверхности в другую называется переходным сопротивлением контакта. Исходя из представления о контакте как о системе пирамидок, получено следующее выражение для определения сопротивления контакта:

Где С – сопротивление контакта в омах при давлении в 1 кг (зависит от проводимости материала контакта и состояния поверхности);

m – коэффициент, зависящий от типа контактов и имеющий величину от 0,5 до 1,0

Из уравнения следует, что сопротивление контакта не зависит от размера контактных поверхностей и для данного контакта определяется силой давления. Переходное сопротивление тем меньше, чем больше сила нажатия.

Зависимость величины переходного сопротивления контакта от давления при сжатии и ослаблении контактных поверхностей выглядит следующим образом:

Рис. 19

Для каждого типа контактов существует рабочее давление Рр , при превышении которого сопротивление контакта мало уменьшается.

При достижении критического давления сопротивление контакта начнет возрастать вследствие изгибания контактных поверхностей и текучести металлов.

При уменьшении затяжки контактов увеличение сопротивления пойдет уже по более полой пунктирной кривой. Это явление используется в практике. Контакт затягивают до давления несколько большего рабочего, затем ослабляют затяжку и тем самым добиваются уменьшения сопротивления контакта, а, следовательно, потерь в нем.