Кіріспе
Электр тізбегінің құрамдас бөлігі
Электрлік контакт – электрлік қосқыштарда, релелерде, жалғағыштарда және автоматтық ажыратқыштарда кездесетін электр тізбегінің құрамдас бөлігі. Әрбір контакт – электр тогын өткізетін материал, әдетте металл. Контактілер жұбы жанасқанда, олар белгілі бір контактілік кедергі арқылы электр тогын өткізе алады, бұл кедергі беттік құрылымға, беттік химияға және контактінің уақытына байланысты болады; олардың жоғары электр өткізгіштігі, тозуға төзімділігі, тотығуға қарсы тұру қабілеті және басқа да қасиеттері болады.
Материалдар
Контактілерді алуға болатын материалдар өте көп. Көбінесе қолданылатын материалдар:
Электрлік рейтингтер
Контакттер жабық күйдегі ток өткізу қабілеті, ашылғандағы (доға пайда болуынан) токты үзу қабілеті және кернеу класы бойынша бағаланады. Ашылу кезіндегі кернеу класы AC кернеу класы, DC кернеу класы немесе екеуі де болуы мүмкін.
Арканы басу
Релелік контактілер индуктивті жүктемемен жоғары токпен ажыратылғанда, кернеудің өсуі пайда болады, нәтижесінде контактілер арасында доға пайда болады. Кернеу жеткілікті деңгейде болса, индуктивті жүктеме болмаса да доға туындауы мүмкін. Доға қалай пайда болса да, оны сақтау үшін жеткілікті ток деңгейіне дейін төмендегенше жалғаса береді. Доға электр контактілерін бүлдіреді, ал ұзаққа созылған доға ашық контактілердің басқарылатын жүйеден қуатты тоқтатуына кедергі келтіруі мүмкін. Айнымалы ток жүйелерінде ток әр циклде екі рет нөлге жетеді, сондықтан ең қуатты доғалардан басқа барлық доғалар нөлдік өту кезінде сөніп қалады. Тұрақты ток жүйелерінде мұндай нөлдік өтулер болмайтындықтан, бұл мәселе одан да ауыр. Сондықтан, айнымалы токты қосу үшін белгілі бір кернеуге есептелген контактілер, тұрақты ток үшін көбінесе төмен кернеуге ие болады.
Электрлік байланыс теориясы
Рагнар Холм электрлік контактілер теориясы мен қолданысына зор үлес қосты. Макроскопиялық тұрғыдан тегіс және таза беттер микроскопиялық деңгейде кедір-бұдыр болып келеді, ал ауада оксидтермен, сіңірілген су буымен және атмосфералық ластаушы заттармен ластанған. Екі металл электрлік контактілер жанасқанда, нақты металлдан металға жанасу ауданы, физикалық тұрғыдан жанасқан жалпы контактілік ауданмен салыстырғанда кішкентай болады. Электрлік контактілер теориясында екі контакті арасында электр тогы ағатын салыстырмалы түрде кішкентай аймақ "a" нүктесі деп аталады, мұнда "a" – бұл өсікті білдіреді. Егер кішкентай "a" нүктесі дөңгелек аудан ретінде қарастырылса және металлдың кедергісі біртекті болса, онда металл өткізгіштегі ток пен кернеу сфералық симметрияға ие болады және қарапайым есептеу арқылы "a" нүктесінің мөлшерін электрлік контакті интерфейсінің кедергісімен байланыстыруға болады. Егер электрлік контактілер арасында металлдан металға жанасу болса, онда электрлік контакті кедергісі немесе ЭКҚ (контакт металлының көлемдік кедергісіне қарағанда) көбінесе токтың өте кішкентай аудан арқылы, "a" нүктесі арқылы шектелуіне байланысты болады. Электрондардың орташа еркін жүріс жолынан кіші радиусы бар контактілік нүктелер үшін электрондардың баллистикалық өткізгіштігі пайда болады, нәтижесінде Шарвин кедергісі деп аталатын құбылыс туындайды. Контакт күші немесе қысым "a" нүктесінің мөлшерін арттырады, бұл шектелу кедергісі мен электрлік контакті кедергісін төмендетеді. Контактілік өсіктердің мөлшері электрондардың орташа еркін жүріс жолынан үлкен болған кезде Холм типіндегі контактілер басым тасымалдау механизміне айналады, нәтижесінде контактілік кедергі салыстырмалы түрде төмен болады.
Релелік контактілер
Реле өндірушілердің ұлттық қауымдастығы және оның мұрагері – Реле және коммутаторлар индустриясы қауымдастығы релелер мен коммутаторларда кездесетін электрлік контактінің 23 ерекше түрін анықтайды. Әдетте жабық контактілік жұп энергиясы жоқ немесе демалған күйде болғанда (тоқ өткізгіш жағдайда) жабылады. Әдетте ашық контактілік жұп энергиясы жоқ немесе демалған күйде болғанда (тоқ өткізбейтін жағдайда) ашық болады.
Байланыс нысаны
Реле өндірушілердің ұлттық қауымдастығы және оның ізбасары, Реле және коммутаторлар индустриясы қауымдастығы релелер мен коммутаторларда кездесетін 23 ерекше электрлік контактілік формаларды анықтайды. Төмендегі контактілік формалар ерекше жиі кездеседі:
А формасындағы байланыс
А формасындағы контактілер ("контактілерді жасау") әдетте ашық контактілер болып табылады. Контактілер энергия беру күші (магнит немесе релелік соленоид) болмағанда ашық күйде болады. Энергия беру күші болғанда контакті жабылады. А формасының тағы бір белгісі – SPST NO.
Б формасындағы байланыс
B формасындағы контактілер ("үзу контактілері") қалыпты жабық контактілер болып табылады. Оның жұмысы А формасынан логикалық тұрғыдан кері болады. B формасын белгілеудің тағы бір түрі – SPST NC.
C формасы бойынша байланыс
C формасындағы контактілер ("ауыстыру" немесе "көшіру" контактілері) бір құрылғымен басқарылатын, қалыпты жабық контактілер жұбынан және қалыпты ашық контактілер жұбынан құралған. Әрбір жұптың контактілері арасында ортақ электрлік байланыс болады, нәтижесінде тек үш қосылу ұясы (клеммасы) пайда болады. Бұл ұялар әдетте қалыпты ашық, ортақ және қалыпты жабық (NO C NC) деп белгіленеді. C формасы үшін SPDT деген де белгілеу қолданылады. Мұндай контактілер электрлік қосқыштар мен релелерде жиі кездеседі, себебі ортақ контакті элементі механикалық тұрғыдан тиімді әдіспен контактілер санын арттыруға мүмкіндік береді.
Е формасы бойынша байланыс
E формасы D және B формаларының үйлесімінен құралған.
K формасы бойынша байланыс
K формасының контактілері (орталықтан өшірілген) C формасынан орталықта ашық күйімен ерекшеленеді, яғни ешқандай қосылыс жасалмайды. Орталықтан өшірілген күйі бар SPDT ауыстырғыштары жиі кездеседі, бірақ осы конфигурациядағы релелер салыстырмалы түрде сирек.
Х формасы байланыс
X формалы немесе қос контактілі контактілер тізбекке тіркелген екі А формалы контактіге баламалы, механикалық түрде байланысқан және бір атқару механизмімен басқарылады. Оларды SPST NO контактілері деп те атауға болады. Бұлар көбінесе контакторларда және жоғары қуатты индуктивтік жүктемелерді басқаруға арналған иінтіректік қосқыштарда кездеседі.
Y формасы байланыстар
Y формасындағы немесе қос үзіліс контактілері, механикалық түрде байланысқан және бір атқарушы құрылғымен басқарылатын екі B формасындағы контактілер тізбегімен тең, және оларды SPST NC контактілері деп те атауға болады.
Z формасындағы байланыс
Z формасы немесе қос қос ауыстырғыш контактілер C формасы контактілерімен салыстыруға болады, бірақ олардың көбінесе төрт сыртқы қосылысы болады – әдетте ашық тізбек үшін екеу және әдетте жабық тізбек үшін екеу. X және Y формаларындағы сияқты, екі ток тізбегі де механикалық түрде байланысқан, бір атқару механизмімен басқарылатын екі контактіден тұрады. Бұл сондай-ақ SPDT контактісі деп аталады.
Жасалма-жасалма тәртіп
Егер коммутаторда қалыпты ашық (NO) және қалыпты жабық (NC) контактілер болса, олардың қосылу және үзілу реті маңызды болуы мүмкін. Көп жағдайларда, ереже – үзілу алдында қосылу, яғни «үзу-қосу-үзу» (ББМ); яғни, NO және NC контактілері күйлер арасындағы ауысу кезінде бір уақытта жабылмайды. Бірақ бұл әрқашан осылай бола бермейді. C формасындағы контактілер осы ережеге сәйкес келеді, ал оған эквивалентті D формасындағы контактілер кері ережеге сәйкес келеді, яғни «қосу алдында үзу». Сирек кездесетін конфигурацияда, NO және NC контактілері ауысу кезінде бір уақытта жабылып, «қосу-үзу-қосу» (МББ) принципін сақтайды.