పర్ఫెక్ట్ ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్, మెటీరియల్ లక్షణాల ప్రభావం, కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్పై ఒత్తిడి మరియు కొలతలు
స్థిర పరిచయాలు చాలా సందర్భాలలో వైర్ల యొక్క మెకానికల్ కనెక్షన్ ద్వారా తయారు చేయబడతాయి మరియు కనెక్షన్ వైర్ల యొక్క ప్రత్యక్ష కనెక్షన్ ద్వారా (ఉదాహరణకు, ఎలక్ట్రికల్ సబ్స్టేషన్లలో బస్సులు) లేదా ఇంటర్మీడియట్ పరికరాల ద్వారా - బిగింపులు మరియు టెర్మినల్స్ ద్వారా చేయవచ్చు.
యాంత్రికంగా ఏర్పడిన పరిచయాలు అంటారు బిగించడంమరియు వారి వ్యక్తిగత భాగాలకు భంగం కలిగించకుండా వాటిని సమీకరించవచ్చు లేదా విడదీయవచ్చు. పరిచయాలను బిగించడంతో పాటు, కనెక్ట్ చేయబడిన వైర్లను టంకం లేదా వెల్డింగ్ చేయడం ద్వారా పొందిన స్థిర పరిచయాలు ఉన్నాయి. మేము అలాంటి పరిచయాలను పిలుస్తాము అన్ని మెటల్, రెండు వైర్లను వేరుచేసే భౌతిక సరిహద్దు వాటికి లేనందున.
ఆపరేషన్లో పరిచయాల విశ్వసనీయత, ప్రతిఘటన యొక్క స్థిరత్వం, వేడెక్కడం మరియు ఇతర ఆటంకాలు లేకపోవడంతో పరిచయాలు ఉన్న మొత్తం సంస్థాపన లేదా లైన్ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్ను నిర్ణయిస్తాయి.
ఆదర్శ పరిచయం అని పిలవబడేది తప్పనిసరిగా రెండు ప్రధాన అవసరాలను తీర్చాలి:
- కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ తప్పనిసరిగా అదే పొడవు యొక్క విభాగంలో కండక్టర్ యొక్క నిరోధకత కంటే సమానంగా లేదా తక్కువగా ఉండాలి;
- రేటెడ్ కరెంట్తో కాంటాక్ట్ హీటింగ్ తప్పనిసరిగా సంబంధిత క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క వైర్ యొక్క తాపనానికి సమానంగా లేదా తక్కువగా ఉండాలి.
1913లో, హారిస్ విద్యుత్ పరిచయాలను నియంత్రించే నాలుగు చట్టాలను అభివృద్ధి చేశాడు (హారిస్ ఎఫ్., ఎలక్ట్రికల్ కాంటాక్ట్స్ రెసిస్టెన్స్):
1. అన్ని ఇతర పరిస్థితులు సమానంగా ఉంటాయి, పరిచయంలో వోల్టేజ్ డ్రాప్ ప్రస్తుతానికి ప్రత్యక్ష నిష్పత్తిలో పెరుగుతుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, రెండు పదార్థాల మధ్య పరిచయం ప్రతిఘటనగా ప్రవర్తిస్తుంది.
2. పరిచయంలోని ఉపరితలాల పరిస్థితి ప్రభావం చూపకపోతే, పరిచయం అంతటా వోల్టేజ్ డ్రాప్ ఒత్తిడికి విరుద్ధంగా మారుతుంది.
3. వివిధ పదార్థాల మధ్య సంపర్క నిరోధకత వాటి నిర్దిష్ట ప్రతిఘటనపై ఆధారపడి ఉంటుంది. తక్కువ రెసిస్టివిటీ పదార్థాలు కూడా తక్కువ కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ని కలిగి ఉంటాయి.
4. పరిచయాల ప్రతిఘటన వారి ప్రాంతం యొక్క పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉండదు, కానీ పరిచయంలో మొత్తం ఒత్తిడిపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుంది.
కాంటాక్ట్ ఉపరితలం యొక్క పరిమాణం క్రింది కారకాల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది: పరిచయాల యొక్క ఉష్ణ బదిలీ పరిస్థితులు మరియు తుప్పు నిరోధకత, ఎందుకంటే ఒక చిన్న ఉపరితలంతో ఉన్న పరిచయం పెద్ద వాటితో పరిచయం కంటే వాతావరణం నుండి తినివేయు ఏజెంట్ల చొచ్చుకుపోవడం ద్వారా నాశనం చేయబడుతుంది. పరిచయం ఉపరితలం.
అందువల్ల, బిగింపు పరిచయాలను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, పీడనం, ప్రస్తుత సాంద్రత మరియు కాంటాక్ట్ ఉపరితలం యొక్క పరిమాణం యొక్క నిబంధనలను తెలుసుకోవడం అవసరం, ఇది ఆదర్శవంతమైన పరిచయం కోసం అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా చేస్తుంది మరియు ఇది పదార్థం, ఉపరితల చికిత్స మరియు పరిచయాన్ని బట్టి భిన్నంగా ఉంటుంది. రూపకల్పన.
సంపర్క నిరోధకత క్రింది పదార్థ లక్షణాల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది:
1.పదార్థం యొక్క నిర్దిష్ట విద్యుత్ నిరోధకత.
కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ ఎక్కువ, కాంటాక్ట్ మెటీరియల్ యొక్క నిర్దిష్ట నిరోధకత ఎక్కువ.
2. పదార్థం యొక్క కాఠిన్యం లేదా సంపీడన బలం. మృదువైన పదార్థం మరింత సులభంగా వైకల్యం చెందుతుంది మరియు కాంటాక్ట్ పాయింట్లను మరింత త్వరగా ఏర్పాటు చేస్తుంది మరియు అందువల్ల తక్కువ పీడనం వద్ద తక్కువ విద్యుత్ నిరోధకతను ఇస్తుంది. ఈ కోణంలో, కఠినమైన లోహాలను మృదువైన వాటితో కప్పడం ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది: రాగి మరియు ఇత్తడి కోసం టిన్ మరియు ఇనుము కోసం టిన్ లేదా కాడ్మియం.
3. ఉష్ణ విస్తరణ యొక్క గుణకాలు ఇది పరిగణనలోకి తీసుకోవడం కూడా అవసరం, ఎందుకంటే పరిచయాల పదార్థం మరియు ఉదాహరణకు, బోల్ట్ల మధ్య వాటి వ్యత్యాసం కారణంగా, పెరిగిన ఒత్తిళ్లు సంభవించవచ్చు, ఇది పరిచయం యొక్క బలహీనమైన భాగం యొక్క ప్లాస్టిక్ వైకల్యానికి కారణమవుతుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదలతో నాశనమవుతుంది. .
కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ మొత్తం పాయింట్ కాంటాక్ట్ల సంఖ్య మరియు పరిమాణం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు కాంటాక్ట్ల మెటీరియల్, కాంటాక్ట్ ప్రెజర్, కాంటాక్ట్ సర్ఫేస్ల ట్రీట్మెంట్ మరియు కాంటాక్ట్ సర్ఫేస్ల పరిమాణంపై (వివిధ డిగ్రీల వరకు) ఆధారపడి ఉంటుంది.
వద్ద షార్ట్ సర్క్యూట్లు పరిచయాలలో ఉష్ణోగ్రత చాలా పెరగవచ్చు, బోల్ట్లు మరియు పరిచయం యొక్క పదార్థం యొక్క ఉష్ణ విస్తరణ యొక్క ఏకరీతి కాని గుణకం కారణంగా, పదార్థం యొక్క సాగే పరిమితి కంటే ఎక్కువ ఒత్తిళ్లు సంభవించవచ్చు.
ఇది వదులుగా మరియు కాంటాక్ట్ బిగుతును కోల్పోతుంది. అందువల్ల, లెక్కించేటప్పుడు, షార్ట్-సర్క్యూట్ కరెంట్ల వల్ల సంపర్కంలో అదనపు యాంత్రిక ఒత్తిళ్లను తనిఖీ చేయడం అవసరం.
రాగి గది ఉష్ణోగ్రత (20 - 30 °) వద్ద గాలిలో ఆక్సీకరణం ప్రారంభమవుతుంది.ఫలితంగా ఏర్పడే ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్, దాని చిన్న మందం కారణంగా, పరిచయం ఏర్పడటానికి ఒక నిర్దిష్ట అడ్డంకిని సూచించదు, ఎందుకంటే పరిచయాలు కుదించబడినప్పుడు అది నాశనం అవుతుంది.
ఉదాహరణకు, అసెంబ్లీకి ముందు ఒక నెల పాటు గాలికి బహిర్గతమయ్యే పరిచయాలు తాజాగా చేసిన పరిచయాల కంటే 10% ఎక్కువ నిరోధకతను మాత్రమే చూపుతాయి. రాగి యొక్క బలమైన ఆక్సీకరణ 70 ° కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ప్రారంభమవుతుంది. 100 ° వద్ద సుమారు 1 గంట పాటు జరిగిన పరిచయాలు, వారి నిరోధకతను 50 రెట్లు పెంచాయి.
పరిచయంలో వాయువుల వ్యాప్తి వేగవంతం కావడం మరియు తినివేయు పదార్ధాల రియాక్టివిటీ పెరగడం వలన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల గణనీయంగా పరిచయాల ఆక్సీకరణ మరియు తుప్పును వేగవంతం చేస్తుంది. తాపన మరియు శీతలీకరణ యొక్క ప్రత్యామ్నాయం పరిచయంలో వాయువుల వ్యాప్తిని ప్రోత్సహిస్తుంది.
కరెంట్ ద్వారా పరిచయాలను సుదీర్ఘంగా వేడి చేసే సమయంలో, వాటి ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్రతిఘటనలో చక్రీయ మార్పు గమనించబడుతుందని కూడా స్థాపించబడింది.ఈ దృగ్విషయం వరుస ప్రక్రియల ద్వారా వివరించబడింది:
- CuO కు రాగి ఆక్సీకరణ మరియు నిరోధకత మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల;
- గాలి లేకపోవడంతో, CuO నుండి Cu2Oకి మార్పు మరియు నిరోధకత మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గడం (Cu2O CuO కంటే మెరుగ్గా నిర్వహిస్తుంది);
- పెరిగిన గాలి యాక్సెస్, CuO యొక్క కొత్త నిర్మాణం, నిరోధకత మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల మొదలైనవి.
ఆక్సైడ్ పొర క్రమంగా గట్టిపడటం వలన, కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ పెరుగుదల చివరికి గమనించబడుతుంది.
వాతావరణంలో సల్ఫర్ డయాక్సైడ్, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్, అమ్మోనియా, క్లోరిన్ మరియు యాసిడ్ ఆవిరి యొక్క ఉనికి రాగితో పరిచయంపై చాలా బలమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
గాలిలో, అల్యూమినియం త్వరగా సన్నని, అధిక నిరోధక ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్తో కప్పబడి ఉంటుంది. ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ను తొలగించకుండా అల్యూమినియం కాంటాక్ట్ల ఉపయోగం అధిక సంపర్క నిరోధకతను ఇస్తుంది.
సాధారణ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చలనచిత్రాన్ని తీసివేయడం యాంత్రికంగా మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది మరియు శుభ్రమైన ఉపరితలంపైకి గాలి రాకుండా నిరోధించడానికి పెట్రోలియం జెల్లీ పొర కింద కాంటాక్ట్ ఉపరితలం యొక్క శుభ్రపరచడం తప్పనిసరిగా చేయాలి. ఈ విధంగా చికిత్స చేయబడిన అల్యూమినియం పరిచయాలు తక్కువ కాంటాక్ట్ నిరోధకతను ఇస్తాయి.
పరిచయాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు తుప్పు నుండి రక్షించడానికి, కాంటాక్ట్ ఉపరితలాలు సాధారణంగా అల్యూమినియం కోసం పెట్రోలియం జెల్లీ మరియు రాగి కోసం టిన్తో శుభ్రం చేయబడతాయి.
అల్యూమినియం వైర్లను కనెక్ట్ చేయడానికి బిగింపులను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు, కాలక్రమేణా "కుదించడానికి" అల్యూమినియం యొక్క ఆస్తిని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం, దీని ఫలితంగా పరిచయం బలహీనపడుతుంది. అల్యూమినియం వైర్ల యొక్క ఈ ఆస్తిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఒక స్ప్రింగ్తో ప్రత్యేక టెర్మినల్స్ను ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది, దీని కారణంగా అవసరమైన సంప్రదింపు ఒత్తిడి అన్ని సమయాల్లో కనెక్షన్లో నిర్వహించబడుతుంది.
కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ను ప్రభావితం చేసే అత్యంత ముఖ్యమైన అంశం కాంటాక్ట్ ప్రెజర్. ఆచరణలో, కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ ప్రధానంగా కాంటాక్ట్ ఒత్తిడిపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కాంటాక్ట్ ఉపరితలం యొక్క చికిత్స లేదా పరిమాణంపై చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.
సంపర్క ఒత్తిడి పెరుగుదల కారణాలు:
- కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ తగ్గింపు:
- నష్టం తగ్గింపు;
- పరిచయ ఉపరితలాల గట్టి బంధం, ఇది పరిచయాల ఆక్సీకరణను తగ్గిస్తుంది మరియు తద్వారా కనెక్షన్ మరింత స్థిరంగా ఉంటుంది.
ఆచరణలో, సాధారణీకరించిన సంప్రదింపు ఒత్తిడి సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇక్కడ కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ స్థిరత్వం సాధించబడుతుంది. ఇటువంటి వాంఛనీయ సంపర్క పీడన విలువలు వివిధ లోహాలకు మరియు సంపర్క ఉపరితలాల యొక్క వివిధ స్థితులకు భిన్నంగా ఉంటాయి.
మొత్తం ఉపరితలంపై కాంటాక్ట్ డెన్సిటీ ద్వారా ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషించబడుతుంది, దీని కోసం కాంటాక్ట్ ఉపరితలం యొక్క పరిమాణంతో సంబంధం లేకుండా నిర్దిష్ట పీడన నిబంధనలను నిర్వహించాలి.
సంపర్క ఉపరితలాల చికిత్స తప్పనిసరిగా విదేశీ చిత్రాల తొలగింపును నిర్ధారించాలి మరియు ఉపరితలాలు సంపర్కంలో ఉన్నప్పుడు గరిష్ట పాయింట్ పరిచయాలను అందించాలి.
కాపర్ లేదా ఐరన్ కాంటాక్ట్లను టిన్నింగ్ చేయడం వంటి మృదువైన మెటల్తో కాంటాక్ట్ సర్ఫేస్లను కవర్ చేయడం వల్ల తక్కువ ఒత్తిడిలో మంచి సంబంధాన్ని సాధించడం సులభం అవుతుంది.
అల్యూమినియం పరిచయాల కోసం, పెట్రోలియం జెల్లీ కింద ఇసుక అట్టతో కాంటాక్ట్ ఉపరితలంపై ఇసుక వేయడం ఉత్తమ చికిత్స. పెట్రోలియం జెల్లీ అవసరం ఎందుకంటే గాలిలోని అల్యూమినియం చాలా త్వరగా ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్తో కప్పబడి ఉంటుంది మరియు పెట్రోలియం జెల్లీ గాలిని రక్షిత కాంటాక్ట్ ఉపరితలం చేరకుండా నిరోధిస్తుంది.
కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ అనేది పరిచయంలోని మొత్తం ఒత్తిడిపై మాత్రమే ఆధారపడి ఉంటుందని మరియు కాంటాక్ట్ ఉపరితలం పరిమాణంపై ఆధారపడదని అనేక మంది రచయితలు నమ్ముతున్నారు.
ఉదాహరణకు, కాంటాక్ట్ ఉపరితలం తగ్గడంతో, కాంటాక్ట్ పాయింట్ల సంఖ్య తగ్గడం వల్ల కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ పెరుగుదల నిర్దిష్ట పరిమాణంలో పెరుగుదల కారణంగా చదునుగా మారడం వల్ల ప్రతిఘటన తగ్గడం ద్వారా భర్తీ చేయబడితే దీనిని ఊహించవచ్చు. సంప్రదింపు ఒత్తిడి.
రెండు వ్యతిరేక నిర్దేశిత ప్రక్రియల యొక్క పరస్పర పరిహారం అసాధారణమైన సందర్భాలలో మాత్రమే జరుగుతుంది. కాంటాక్ట్ పొడవు తగ్గినప్పుడు మరియు స్థిరమైన మొత్తం పీడనం వద్ద, కాంటాక్ట్ రెసిస్టెన్స్ పెరుగుతుందని అనేక ప్రయోగాలు చూపిస్తున్నాయి.
సగానికి తగ్గిన కాంటాక్ట్ పొడవుతో, అధిక ఒత్తిళ్ల వద్ద ప్రతిఘటన స్థిరత్వం సాధించబడుతుంది.
ఇచ్చిన ప్రస్తుత సాంద్రత వద్ద కాంటాక్ట్ హీటింగ్ను తగ్గించడం అనేది సంప్రదింపు పదార్థం యొక్క క్రింది లక్షణాల ద్వారా సులభతరం చేయబడుతుంది: తక్కువ విద్యుత్ నిరోధకత, అధిక ఉష్ణ సామర్థ్యం మరియు ఉష్ణ వాహకత, అలాగే పరిచయాల బయటి ఉపరితలంపై వేడిని ప్రసరించే అధిక సామర్థ్యం.
ఒకే లోహాలతో తయారు చేయబడిన పరిచయాల కంటే వివిధ లోహాలతో తయారు చేయబడిన పరిచయాల క్షయం చాలా తీవ్రంగా ఉంటుంది. ఇక్కడ, మైక్రోకోరోషన్ విషయంలో, ఎలక్ట్రోడ్లలో ఒకటి నాశనం చేయబడుతుంది, అవి తక్కువ నోబుల్ మెటల్ (యానోడ్) కలిగి ఉన్న పరిచయం యొక్క భాగం.
ఆచరణలో, వివిధ లోహాలతో కూడిన వైర్లను కనెక్ట్ చేసే సందర్భాలు ఉండవచ్చు, ఉదాహరణకు, అల్యూమినియంతో రాగి. అటువంటి పరిచయం, ప్రత్యేక రక్షణ లేకుండా, తక్కువ విలువైన మెటల్, అంటే అల్యూమినియంను తుప్పు పట్టవచ్చు. వాస్తవానికి, రాగితో సంబంధం ఉన్న అల్యూమినియం చాలా తినివేయు, కాబట్టి రాగి మరియు అల్యూమినియం మధ్య సంపర్కంలో ప్రత్యక్ష బంధం అనుమతించబడదు.