Електричні контакти

Мета роботи: вивчити фізичні явища, що відбуваються в контактах, найбільш розповсюджені конструкції контактів, дослідити залежність перехідного опору електричних контактів від їх конфігурації і сили стиску.

Завдання

1. Ознайомитися з фізичними процесами, що відбуваються в електричних контактах по рекомендованій літературі та конспекту лекцій. Підготувати відповіді на контрольні питання 1-12. Підготувати протокол виконання лабораторної роботи з індивідуальним завданням.

2. В лабораторії по наявних зразках контактів вивчити їх конструкцію та занести ескізи до протоколу з короткими поясненнями.

3. Експериментально визначити залежність перехідного опору від зусилля стискування на контактах різної конфігурації.

4. Оформити протокол лабораторної роботи, зробити письмові висновки за результатами експерименту, відповісти на контрольні питання 13-21.

Опис лабораторного стенда

Лабораторний стенд для дослідження опору електричних контактів (мал. 2.1) має механічний пристрій, що дозволяє змінювати силу стиску контактів шляхом заміни гир 1. Вага штока 2 із площадкою для гир частково компенсується пружиною 5. У патрони 3 вставляють змінні контакти 4. Стенд оснащено ЛАТРом, що дозволяє змінювати струм у ланцюзі контактної пари, амперметром РА для вимірювання цього струму, а також ламповим вольтметром PV для вимірювання спаду напруги на контактах.

Рис. 2.1

Методика виконання роботи

1. По рекомендованій літературі [1, c. 35-44], [3, c. 88-118] і конспекту лекцій слід ознайомитися з фізичними факторами, що впливають на перехідний опір контактів: наявність плівки, величина твердості й електричного опору матеріалу контакту, усвідомити емпіричну залежність, по якій розраховується перехідний опір контактів:

, (2.1)

де k – коефіцієнт, що залежить від матеріалу контакту, Ом Н:

для срібла k =0.5*10^-3, міді k =1*10^-3, алюмінію k =1.6*10^-3,

латуні k =6.7*10^-3 і заліза k =7.6*10^-3 Ом Н;

- сила стиску контактів, Н; m – показник степені, рівний для крапкового контакту – 0.5, для лінійного контакту - 0.7...0.8, для поверхневого контакту – 1.

Розібратися в процесах, що спостерігаються в контактах при нагріванні і проходженні наскрізних струмів короткого замикання. Познайомитися з властивостями різних матеріалів, які використовують для виготовлення контактів, і ступеня їхньої відповідності вимогам до матеріалів електричних контактів. Підготувати відповіді на контрольні питання 1-12.

2. По зразках контактних пристроїв, що є в лабораторії, вивчити конструкції основних видів низьковольтних і високовольтних контактів. Внести до протоколу ескізи контактних конструкцій, та доповнити їх поясненнями про призначення контакту (нерухомий, ковзний, комутаційний, основний, дугогасний), формі поверхні контактування (крапковий, лінійний, площинний), величині струму, що комутується, і використовуваному матеріалі.

3. Одержавши у викладача завдання на випробування різновиду контактів, і значення струму в досліді, приступити до експерименту. Встановити першу з досліджуваних пар контактів в установку, пропустити через них заданий струм. Виміряти спад напруги на контактах . Отримані значення внести в перший-третій рядки табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Дослідження контактів типу ………

Сила стиску, Н
Струм, А
Напруга , В
Опір
Опір

Повторити дослід, установивши додатковий вантаж на площадку і тим самим збільшивши силу стиску контактів. Проробити дослід 5-6 разів, довівши силу стиску до 100 Н. Значення внести в таблицю.

Замінити досліджувану пару контактів і знову повторити досліди.

За законом Ома розрахувати дослідні значення перехідного опору контакту і занести їх у четвертий рядок табл. 2.1.

По формулі (2.1) визначити розрахункові значення перехідного опору контактів і занести їх у п'ятий рядок табл. 2.1.

Для кожної пари випробуваних контактів побудувати в одних координатах залежності і . Зробити висновки про характер зміни перехідного опору контактів зі збільшенням сили стиску, доцільному діапазоні зусиль стиску в контактних пристроях, можливих причинах розбіжності значень і .

4. Оформити протокол лабораторної роботи, зробити письмові висновки по отриманих даних експерименту, відповісти на контрольні питання 13-22.

Зміст звіту

Звіт про лабораторну роботу повинен містити виконане індивідуальне завдання, ескізи вивчених зразків контактних пристроїв з необхідними поясненнями, дані експерименту і розрахунків, графіки зміни величин і для кожної випробуваної пари контактів, висновки за результатами експерименту.

Контрольні питання

1. Що називають електричним контактом?

2. На які три характерні зони можна розділити всю поверхню контакту?

3. Поясніть причини підвищення опору в місці контактування.

4. Напишіть формулу для розрахунку опору свіжозачищеного контакту і поясніть фізичний зміст величин, що входять в неї.

5. Які фізичні процеси відбуваються в контактному з'єднанні при підвищенні його температури?

6. На скільки повинна відрізнятися температура контактної поверхні хорошого контакту від температури його тіла при протіканні номінального струму?

8. Поясніть причину виникнення в контактах електродинамічних сил відштовхування?

9. Які основні вимоги пред'являються до матеріалів контактів?

10. Охарактеризуйте властивості срібла і вольфраму з позиції використання їх у контактних з'єднаннях.

11. Охарактеризуйте властивості міді й алюмінію з позиції використання їх у контактних з'єднаннях.

12. Що таке металокераміка?

13. Які з вивчених вами зразків контактів відносяться до крапкових? Які достоїнства і недоліки таких контактів?

14. Які з вивчених вами зразків контактів відносяться до площинних? Які достоїнства і недоліки таких контактів?

15. Які з вивчених вами зразків контактів відносяться до лінійних? Які достоїнства і недоліки таких контактів?

16. Які основні конструкції контактів використовують в електричних апаратах до 1000 В.

17. Які основні конструкції контактів використовують в електричних апаратах вище 1000 В.

18. Чим пояснюється зменшення перехідного опору при збільшенні сили стискання контактів?

19. Спираючись на дані експерименту назвіть доцільний діапазон зусиль стиску досліджуваних контактів.

20. З якою метою в комутаційних апаратах роблять поділ контактів на основні і дугогасні?

21. Які технічні рішення використовуються в конструкціях контактів для зменшення їх підгоряння?

Лабораторна робота 3

Дата добавления: 2014-12-07