Contacte electrice

Contacte electrice

Prin contact electric se intelege un ansamblu compus din doua piese metalice prin a caror atingere se stabileste conductia intr-un circuit electric.

Contactele se pot clasifica in functie de cinematic elementelor in urmatoarele categorii:                                 -contacte fixe,realizate prin imbinarea celor doua piese metalice cu ajutorul buloanelor si suruburilor;

-contacte amovibile,la care una din piese este fixa iar cealalta se poate

deplasa, fara sarcina si fara tensiune;

-contactele aparatelor de comutatie,la care cel putin una din piese este deplasabila la functionarea normal a aparatului, determinand inchiderea sau deschiderea unui circuit electric.Cu asemenea contacte sunt echipate releele electromagnetice, intrerupatoarele, contactoarele, intrerupatoarele de putere, separatoarele etc.In fig.2.15 se prezinta schematic un asemenea contact.

Orice contact electric prezinta o rezistenta electrica numita rezistenta de contact,Aceasta apare, in principal, din doua motive:                   -strictiunea (strangerea ) liniilor de current la trecerea acestuia dintr-un element al contactului in celalalt, deoarece atingerea se realizeaza doar in cateva puncte;

-prezenta unei pelicule disturbatoare.Ionii de metal intra in reactive chimica cu cei ai gazelor din mediul ambient si la suprafata metalului ia nastere un strat cu rezistivitate electrica mare.De exemlu, cuprul capata o pelicula de Cu₂O de 1000 A (1A=10^-10metri),in numai 24 ore

Conducerea curentului prin pelicula distribuitoare are loc fie prin deformarea plastic a pieselor (datorita fortelor de apasare a contactelor pelicula se fisureaza, situatie in care apar contacte metal/metal)fie prin fritare.La fritare, mecanismul de conductive se explica tinand cont ca pelicula distribuitoare se comporta ca un semiconductor. Astfel, daca se aplica o tensiune crescatoare, rezistenta electrica scade. De exemplu, la o grosime a peliculei de 1000 A, caderea de tensiune initiala poate fi de 10.100V, aceasta scazand in regimul normal de functionare la 0,5.1V.

In aparatele cu contacte din metale nenobile si cu forta de apasare redusa, cum ar fi releele, stabilirea caii de curent se realizeaza prin fritare.

Contactele sunt supuse in timpul functionarii unei solicitari termice, fie de regim normal, fieregim de suprasarcina sau csurtcircuit. In toate situatiile temperature nu trebuie sa depaseasca valoarea admisibila pentru regimul respective.

Contactele ce intra in compunerea aparatelor de comutatie sunt supuse suplimentar actiunii arcului electric care apare intre elementele de contact la separarea lor. Cu toate ca durata arcului electric este limitata (5.30 ms), temperature ridicata a acestuia provoaca o incalzire intensa a elementelor de contact. In current continuu arcul electric produce fenomenul de migratie bruta, in care, din cauza caldurii, o cantitate de metal evaporate din anod se depune pe catod.

La aparatele electrice care executa un numar mare de comutatii se observa si o uzura electrica a contactelor, adica o migratie de material de pe un element de contact pe altul, sub actiunea arcului electric. De asemenea apare si o uzura mecanica datorita strivirii si deformarii elementelor de contact dupa un numar mare de manevre.

Conditiile in care lucreaza aparatele de comutatie sunt hotaratoare in alegerea materialelor utilizate pentru contactele electrice.Se pot pune in evident urmatoarele situatii:

-contacte care stabilesc sau intrerup un circuit in absenta curentului electric. Necesita o rezistenta de contact redusa( cadere de tensiune de ordinal milivoltilor);

-contacte pentru tensiuni reduse si curenti mici.Prezente in constructia releelor de current continuu, au ca problema migratia de material;

-contacte pentru tensiuni mai mari (sute de volti ) si aflate, la deschidere, sub influenta arcului electric.Prezente in constructia contactoarelor si intrerupatoarelor, au ca problema arderea contactelor (vaporizarea metalelor )si tendinta de sudare;

-contacte pentru puteri de rupere mari, ce apar in circuitele de joasa tensiune de curenti nominali intense (1kA.50kA) si in circuitele de inalta tensiune.Prezenta arcului electric conduce la aceleasi problem privind incalzirea, arderea contactelor si migratia de material;

-contacte alunecatoare, la care contactele nu se deschid ci isi modifica locul de contact prin alunecare.Necesita material cu un coefficient de frecare cat mai redus.

In constructia contactelor se folosesc metale.In principiu, pentru realizarea unui contact "ideal" dintr-un singur material, se cer calitati antagoniste, care nu pot coexista simultan.Cuprul este relative ieftin, dar se oxideaza repede;argintul si aurul nu reactioneaza sensibil la factori din mediul ambient, dar sunt scumpe.

Obtinerea unui contact convenabil ethnic si economic implica utilizarea unor mateiale care sa asigure un compromise intre cerintele antagoniste.Astfel, se pot folosi:cuprul si aliajele sale, aliaje de cupru cu argint, aliaje de cupru cu beriliu, argintul si aliajele sale, wolframul sau materialele sinterizate.