电接触理论ppt课件.ppt

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1、电接触理论1-1电接触的定义、现象和问题电接触是研究固态导体与固态导体、固态导体与液态导体、固态或液态导体与等离子体接触过渡区中的机械现象、电现象、热现象、化学现象的一个专门学科。电接触含义是指导体接触过渡区产生的各种物理、化学现象。在工程实际应用中，“电接触”常指的是接触导体的具体结构或接触导体本身，称为“电触头”，简称触头或触点。接触元件：接触导体。阴极：根据电流流过接触元件的方向规定电流流入的一个接触元件。阳极：电流流出的另一个接触元件。工程应用中的电接触，从工作原理分三类：固定接触：（强电中有母线的连接或铆

2、接、输电线连接器、电缆头等，在弱电中有电子设备和仪器中的插接件、连接器、塞子和插头）工作中出现的主要现象和问题是；接触电阻、接触温升和接触熔焊滑动接触：（开关的滑动触头、变阻器的滑动头、电机的电刷与滑环、电车的馈电弓与馈电线等）除上述问题外，还有接触元件之间的摩擦、润滑和磨损。可分合的接触：（各种开关电器和继电器的触头）在工作期间常出现电弧。1—2电接触的几个基本概念任何经过精细加工的名义平面，实际上都是粗糙不平。当接触时，即使外加很大的接触力在接触表面也只有少数的点(小面)实际发生真正的接触，这些实际接触的小面承

3、受全部的外加接触力。由于金属表面一般都覆盖着不导电的氧化膜或其它种类的膜，因而在实际接触小面内，只有少部分膜被压破的地方才能形成金属与金属的直接接触，电流实际上只从这些更小的金属接触点通过。机械接触斑点：实际发生机械接触的小面简称“接触斑点”导电斑点：形成金属接触或准金属接触的更小的面(实际传导电流的面)。或称为a斑点。当电流通过接触元件的接触内表面时，电流将集中流过那些极小的导电斑点，因而在导电斑点附近，电流必然发生收缩，由于电流线在导电斑点附近发生收缩，使电流流过的路径增长，有效导电面积减小，因而出现的附加电阻

4、，称为“收缩电阻”。如果电流通过导电斑点不是纯金属接触，而是准金属接触，则电子因通过极薄的膜还会遇到另—附加电阻，称为“膜电阻”。这两部分加电阻在电路上是串联相加的，这个附加的总电阻称接触电阻。根据电流收缩区电位为椭球场的假定，可以证明收缩电阻与导电斑点尺寸之间有下列的简单关系：当电流通过导体与导体的接触处时，由于接触电阻的存在，在电流收缩区两端必然会出现一定的电压降，这个电压降称之为“接触压降”。接触电阻产生焦耳热，使收缩区的温度升高，常超过收缩区外导体的温度。导电斑点上的温度超过收缩区外导体的温度的数值称之为斑

5、点的“超温”。如果通过导体接触处的电流增大，或者接触电阻增高，则接触压降必然相应增大，导电斑点和收缩区内的温度亦必然相应增大，当温度达到接触导体材料的软化点和熔化点时，导电斑点及其附近的金属就会发生软化和熔化。一定的导体材料，一定的软化和熔化温度，对应的接触压降称为材料的“软化电压”和“熔化电压”。第二章电接触内表面铸造喷砂后的连接器表面抛光的滑环表面设两实际的粗糙金属表面，在真空中经清洁处理，去掉了表面膜。当此两金属面接触时，如果材料的硬度为无限大(为理想刚体)，则不论外加的接触力有多久材料都不会产生任何变形。在

6、此条件下，对于两平面接触，实际的接触点最多只有三个。对于两圆柱面轴间平行接触，实际接触点最多是两个。而对于两圆球面交叉接触，实际接触点就只有一个．两清洁金属表面的接触材料的实际硬度都不是无限大，在外力作用下，材料都会产生变形。当外加接触力较小时，材料产生弹性变形，如果接触力超过一定限度，材料将产生塑性变形。因此，在外加接触力作用下，两实际金属面的接触过程如下：两表面开始接触时只有很少的实际接触点，如图2—4a。由于此时实际接触面积非常小，单位实际接触面积受到的力非常大，起始接触点首先产生弹性变形，然后向塑性变形过渡

7、。由于起始接触点变形，实际接触面积扩大，同时两金属表面的空隙部分相互靠近，继续产生新的实际接触点，如图2—4b，图中箭头所指为新产生的接触点。最后，当总的实际接触面积扩大到支持力与外力相平衡时，接触过程结束。具有半径r1和r2的两理想光滑弹性球相互接触，如图2—5，在接触力F的作用下产生弹性变形，其实际接触面Ab的半径a与接触力F之间的关系内赫芝导出:E1和E2：——两球材料的弹性模量v1和v2——两球材料的泊松比。2—4金属表面上膜的机械破坏具有绝缘膜的两金属表面接触时，有两种方法可能使膜破坏；一种是机械的方法:

8、机械的方法是在接触元件上施加一定的接触力，使实际接触面上获得极高的应力，当表面凸丘受力变形时，膜亦随之破裂。或者，在两金属表面接触受力的同时，使两表面作相对滑动，将膜磨碎并剥离。另一种是电的方法:电的方法是在接触元件两端施加一定的电压．当膜内的电场达到很高的数值时，膜便被“击穿”而破坏。表面膜在凸丘变形时易于破裂基本条件：第一:凸丘受压变形处膜应受极高的机械