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1、掌握触头的基本知识一、能阐述触头电阻产生的原因答：附加电阻为收缩电阻与表面膜电阻之和，是由于接触层之间直接产生的电阻，故称附加电阻 Rj为接触电阻。动静触头接触时同样也存在接触电阻二、能说出接触电阻的种类答：1收缩电阻接触处的表面无论经过多么细致的加工处理，从微观角度分析，其表面总是凹凸不平的，它们不是整个面积接触，而是只有若干小的突起部分相接触，如图 35 所示，实际接触面积比视在接触面积小得多。当电流通过实际接触面积时，电流只从接触点上通过，在这些接触点附近，迫使电流线发生收缩。由于有效接触面积(即实际接触面积)小于视在接触面积，由此产生的附加电阻称为收缩电阻。2表面膜电阻由于种种原因，在
2、触头的接触表面上覆盖着一层导电性很差的薄膜，例如金属的氧化物、硫化物等，其导电性很差，也可能是落在接触表面上的灰尘、污物或夹在接触面间的油膜、水膜等，由此而形成的附加电阻，称为表面膜电阻。表面膜电阻的大小除和膜的种类有关外，还与薄膜的厚度有关，膜越厚，电阻越大。三、能说出影响接触电阻的因素答：影响接触电阻的因素有接触压力、触头材料、触头温度、触头表面情况、接触形式及化学腐蚀等。四、能阐述各因素对接触电阻的影响答：1接触压力的影响接触压力对接触电阻的影响最大，当接触压力很小时，接触压力微小的变化都会使接触电阻值产生很大的波动。由式(32) 可知，触头接触电阻与接触压力近似双曲线关系，即接触电阻值
3、在一定的压力范围内是随外施压力 F 的增大而减小的，如图 36 所示。这是因为在压力作用下，两表面接触处产生弹性变形，压力增大，变形增加，有效接触面积也增加，收缩电阻减小。而当压力达到一定值后，收缩电阻几乎不变，这是因为材料的弹性变形是有一定限度的，因而接触面积的增加也是有限的，故接触电阻不可能完全消除。2触头材料的影响触头材料对接触电阻的影响主要决定于触头材料的电阻系数、材料的抗压强度、材料的化学性能等。触头材料的电阻系数越低，接触电阻就越小。表 32 给出了电器中常用材料的电阻系数与铜的比较值(铜的电阻系数为 1)。3触头温度的影响触头的接触电阻与它本身的金属电阻一样，也受温度的影响，随着
4、触头温度的升高，接触电阻增加。由试验得知，接触电阻与温度之间的关系4触头表面情况的影响(1)触头表面加工方法的影响表面粗糙度对接触电阻有一定的影响。接触表面可以粗加工，也可以精加工。至于采用哪种方式加工更好，要根据负荷大小、接触形式和用途而定。对于大、中电流的触头表面，不要求精加工，最好用锉刀加工，接触面达 6.31.6即可，重要的是平整。两个平整而较粗糙的平面接触在一起，接触点数目较多且稳定，并能有效地清除氧化膜。相反，精加工的表面，当装配稍有歪斜时，接触点的数目显著减少。对于某些小功率电器，触头电流小到毫安以下，为了保证 Rj 小而稳定，要求触头表面粗糙度越低越好。粗糙度低的触头不易受污染
5、，也不易生成膜电阻。为了达到这样低的粗糙度，往往采用机械、电或化学抛光等工艺。(2)触头表面氧化膜的影响暴露在空气中的接触面(除铂和金外)都将产生氧化作用。空气中的铜触头在室温下(2030)即开始氧化，但其氧化膜很薄，在触头彼此压紧的过程中就被破坏，故对接触电阻影响不大。当温度高于 70时，铜触头氧化加剧，氧化铜的导电性能很差，使膜电阻急剧增加，因此，铜触头的允许温升都是很低的。银被氧化后的导电率与纯银差不多，所以银或镀银的触头工作很稳定。为了减小接触面的氧化，可以将触头表面搪锡或镀银，以获得较稳定的接触电阻。(3)触头表面清洁状况的影响当触头的压力较小时，触头表面的清洁度对接触电阻影响较大，
6、随着压力的增加，这种影响逐渐减小。5触头表面的电化学腐蚀采用不同的金属作触头对时，由于两金属接触处有电位差，当湿度大时，在触头对的接触处会发生电解作用，引起触头的电化学腐蚀，使接触电阻增加。常用金属材料的电化顺序是金(Au)、铂(P)、银(A)、铜(Cu)、氢(H)、锡(Sn)、镍(Ni)、镉(Cd)、铁(Fe)、铬(Cr)、锌(Zn)、铝(Al)。规定氢的电化电位为 0，在它后面的金属具有不同的负电位(如 Al 的电化电位为1.34V)，在它前面的金属具有不同的正电位(如 A的电化电位为+0.8V)。选取触头对时，应取电化顺序中位置靠近的金属，以减小化学电势。例如不宜采用铝一铜、钢铜做触头对
7、。电镀层或涂层也要注意电化顺序。五、能说出减少接触电阻的方法答：当电流通过闭合触头时，如果接触电阻过大，就会产生过大的附加损耗，使触头本身及周围的物体温度升高，加速绝缘材料的老化，使之寿命减少。触头的过度发热还会使触头表面加速氧化，而多数金属（除银外）氧化后产生高阻的氧化膜，使电阻增加。这样造成恶性循环。为了避免触头超过允许温升，一方面要尽量减小接触电阻；另一方面应具有足够的触头散热面积。根据接触电阻的形成原因，减小接触电阻一般可采用下列方法：1增加接触点数目。选择适当的接触形式，用适当的方法加工接触表面，并在接触处加一定的压力，均可使接触点数目增加。2选择合适的材料。采用本身电阻系数小，且不易氧化或氧化膜电阻较小的材料作为接触导体，或作为接触面的覆盖层。3触头在开闭过程中应具有研磨过程，以擦去氧化膜。4经常对触头清扫，使触头表面无油污、尘埃，保持干燥。
