|
| |
|
Слаботочка Книги в случае, когда для материала контакта справедлив закон Видемана-Лоренца, зависимость переходного со-прогивления от температуры локального перегрева можно представить в виде [Л. 28] /?(9,)/?(0)fl + aeA (2-32) В случае, когда контактные поверхности покрыты тонкой пленкой и ток через контакты течет благодаря туннельному эффекту, происходит асимметричный нагрев контактных поверхностей. Электроны, проходя через пленку, не изменяют своего энергетического уровня. Когда они достигают анода, у которого отрицательный потенциал меньше, чем у катода, их кинетическая энергия увеличивается. Этот избыток энергии они отдают в виде тепла аноду, в результате чего последний оказывается более нагретым, чем катод. Часть тепла уходит через пленку обратно к катоду, а другая часть уходит через анодное стягивание . Разность между температурами перегрева анода и катода 0/ можно определить из выражения [Л. 42] - Ц 2С/ ер. + Uj где Uncp - падение напряжения на переходном сопротивлении; Uf - падение напряжения по сечению пленки. Температура перегрева тела контакта. Для определения температуры перегрева контакта рассмотрим для примера цилиндрический контакт, представленный эквивалентной схемой на рис. 2-12. Температуру перегрева тела контакта можно представить, как сумму е2(х)=02(л;)+0 2, где В2{х)-температура перегрева тела контакта, обусловленная мощностью, выделяемой на переходном сопротивлении; 0 2 - температура перегрева тела контакта, обусловленная мощностью, выделяемой в каждом элементе тела контакта dx. Температуру перегрева Q2{x) в установившемся состоянии, когда превышение притекающего тепла в эле- мент dx над отводимым компенсируется потерей тепла через поверхность nDdx, можно определить из уравнения [Л. 39] 4 dx (2-33) где k* - коэффициент теплопередачи с поверхности длиной в 1 см. /пер Рис. 2-12. Схема цилиндрического контакта. Граничное условие предписывает, что в месте стыка половина общего тепла, выделяемого на переходном сопротивлении, отводится в каждую часть контакта, т. е. - nl dQ, dx Решение уравнения (2-39) в соответствии с данным граничным условием будет иметь вид [Л. 39]: 1 PJ;nBp(8,; t) (2-34) 2 j7 0,25fe*nD2 Температуру перегрева Q в установившемся состоянии, когда тепло, выделяемое в элементе dx, компенсируется потерей тепла через поверхность nDi4x, можно определить из уравнения I,dx=-b ,kdx, т. е. 4/W) Тогда температура перегрева тела контакта будет равна: 4p(i) Максимальная температура перегрева тела контакта (при х = 0) будет равна: С учетом температурной зависимости сопротивления максимальная температура перегрева тела контакта будет равна: О 0,41+ л /?пер (0) (! + 1 а9. ) (1 +<) 4р(1+а ) (2-35) где /о температура окружающей среды. Предельная сила тока. Предельная величина тока, которая допустима для контакта, обусловливается заданным тепловым режимом его работы. Как уже указывалось выше, необходимо различать два тепловых режима работы контактов. Первый - характеризуется температурой локального перегрева, второй - температурой перегрева тела контакта. Для надежной работы изделий с разъемными контактами необходимо, чтобы тепловые режимы работы контактов под токовой нагрузкой не приводили к физико-химическим изменениям как в самом контакте, так и в среде, окружающей его (например, в диэлектрике). Поэтому температура локального перегрева не должна достигать значений, при которых резко изменяются механические свойства материала контакта (наступает размягчение или плавление) или повышается химическая активность, вызывающая пленкообразование. Обычно допустимая температура на эффективной контактной поверхности (/о + Ог + бО лежит в пределах 300-1 000°С (для серебра и палладия -300°С, для золота -600°С). Допустимая температура перегрева тела контакта обусловливается рабочей температурой диэлектрика, окружающего контакт, т. е. .диэл. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 |