0.2 Tiếp xúc điện  (Page 3/6)

Nhiệt độ của tiếp điểm

Nhiệt độ của tiếp điểm thay đổi sẽ làm Rtx thay đổi theo kết quả thí nghiệm với nhiệt độ nhỏ hơn 2000C có thể tính Rtx qua công thức:

R ${}_{\text{tx}(q)}$ = Rtx (0)(1+ $\frac{2}{3}$ $q$ ) [ ] (2.4)

Trong đó: Rtx(0): điện trở tiếp xúc ở 00C, : hệ số nhiệt điện trở [1/0C].

: Nhiệt độ của tiếp điểm [0C].

Tình trạng bề mặt tiếp xúc

Bề mặt tiếp xúc khi bị bẩn hoặc khi bị oxit hóa có Rtx lớn hơn nhiều Rtx của tiếp điểm sạch (do có nhiều điểm không được tiếp xúc trực tiếp bằng vật liệu làm tiếp điểm). Khi bị oxy hóa càng nhiều thì nhiệt độ phát nóng trên bề mặt tiếp xúc càng cao. Tiếp điểm bị oxy hóa có điện trở tiếp xúc tăng hàng chục lần(vì oxit của phần lớn kim loại dẫn điện kém hơn nhiều kim loại nguyên chất).

Mật độ dòng điện

Diện tích tiếp xúc được xác định tùy theo mật độ dòng điện cho phép. Theo kinh nghiệm đối với thanh dẫn bằng đồng cho tiếp xúc nhau khi nguồn ở tần số 50 Hz thì mật độ dòng điện cho phép là:

Trong đó : I là giá trị dòng hiệu dụng ; S=Sbk diện tích tiếp xúc biểu kiến.

Biểu thức (2.5) trên chỉ đúng khi dòng điện biến thiên trong khoảng từ 200 đến 2000A. Nếu ngoài trị số đó thì có thể lấy:

I<200 A lấy Jcp = 0,31 [A/ mm2]

I>2000 A lấy Jcp = 0.12 [A/ mm2].

Khi vật dẫn tiếp xúc không phải là đồng thì mật độ dòng cho phép đối với vật liệu ấy có thể lấy theo công thức sau:

Tiếp điểm thiết bị điện

Vật liệu làm tiếp điểm

Để thỏa mãn tốt các điều kiện làm việc khác nhau của tiếp điểm thiết bị điện thì vật liệu làm tiếp điểm phải có được những yêu cầu cơ bản sau:

-Có độ dẫn điện cao(giảm Rtx và chính điện trở của tiếp điểm).

-Dẫn nhiệt tốt (giảm phát nóng cục bộ của những điểm tiếp xúc).

-Không bị oxy hóa (giảm Rtx để tăng độ ổn định của tiếp điểm).

-Có độ kết tinh và nóng chảy cao (giảm độ mài mòn về điện và giảm sự nóng chảy hàn dính tiếp điểm đồng thời tăng tuổi thọ tiếp điểm).

-Có độ bền cơ cao (giảm độ mài mòn cơ khí giữ nguyên dạng bề mặt tiếp xúc và tăng tuổi thọ của tiếp điểm).

-Có đủ độ dẻo (để giảm điện trở tiếp xúc).

-Dễ gia công khi chế tạo và giá thành rẻ.

Thực tế ít vật liệu nào đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu trên. Trong thiết kế sử dụng tùy từng điều kiện cụ thể mà trọng nhiều đến yêu cầu này hay yêu cầu khác. Những vật liệu thường dùng gồm:

1. Đồng kĩ thuật điện: đồng nguyên chất thu được bằng điện phân. Nó đáp ứng hầu hết các yêu cầu trên. Nhược điểm chính của đồng kĩ thuật điện là rất dễ bị oxit hóa.
2. Đồng cađimi: đồng kĩ thuật điện pha thêm cađimi có tính chất cơ cao chống mài mòn tốt, khả năng chịu được hồ quang tốt hơn đồng kĩ thuật điện thông thường.
3. Bạc: là vật liệu làm tiếp điểm rất tốt do có độ dẫn điện cao và có điện trở tiếp xúc ổn định. Nhược điểm chủ yếu là chịu hồ quang kém nên sử dụng bị hạn chế.
4. Đồng thau: hợp kim đồng với kẽm được sử dụng làm tiếp điểm dập hồ quang.
5. Các hợp kim đồng khác: hợp kim đồng với nhôm, đồng với mangan, đồng với niken, đồng với silic và các hợp kim đồng khác được sử dụng làm tiếp điểm, đồng thời làm lò xo ép (ví dụ tiếp điểm tĩnh của cầu chì). Những tiếp điểm như vậy khi bị đốt nóng dễ bị mất tính đàn hồi.
6. Thép có điện trở suất lớn: thép thường bị oxy hóa cao nhưng là vật liệu rẻ nên vẫn được sử dụng làm tiếp xúc cố định để dẫn dòng điện lớn, trong các thiết bị thép thường được mạ.
7. Nhôm: có độ dẫn điện cao, rẻ nhưng rất dễ bị oxy hóa làm tăng điện trở suất. Nhược điểm nữa là hàn nhôm rất phức tạp, độ bền cơ lại kém.
8. Vonfram và hợp kim vonfram: có độ mài mòn về điện tốt và chịu được hồ quang tốt nhưng có điện trở tiếp xúc rất lớn. Hợp kim vonfram với vàng sử dụng cho tiếp điểm có dòng nhỏ. Hợp kim với molipđen dùng làm tiếp điểm cho những thiết bị điện thường xuyên đóng mở, khi dòng điện lớn thì vonfram và hợp kim vonfram sử dụng để làm tiếp điểm dập hồ quang.
9. Vàng và platin: không bị oxy hóa do đó có điện trở tiếp xúc nhỏ và ổn định, được sử dụng làm tiếp điểm trong thiết bị̣ điện hạ áp có dòng điện bé và quan trọng. Vàng nguyên chất và platin nguyên chất có độ bền cơ thấp nên thường được sử dụng dạng hợp kim với môlipđen hoặc với iriđi để tăng độ bền cơ.
10. Than và graphit: có điện trở tiếp xúc và điện trở suất lớn nhưng chịu được hồ quang rất tốt.