સંપૂર્ણ વિદ્યુત સંપર્ક, સામગ્રીના ગુણધર્મોનો પ્રભાવ, સંપર્ક પ્રતિકાર પર દબાણ અને પરિમાણો

સ્થિર સંપર્કો મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં વાયરના યાંત્રિક જોડાણ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, અને જોડાણ કાં તો વાયરના સીધા જોડાણ દ્વારા (ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિકલ સબસ્ટેશનમાં બસો) અથવા મધ્યવર્તી ઉપકરણો - ક્લેમ્પ્સ અને ટર્મિનલ્સ દ્વારા કરી શકાય છે.

યાંત્રિક રીતે રચાયેલા સંપર્કોને કહેવામાં આવે છે કડકઅને તેઓ તેમના વ્યક્તિગત ભાગોને ખલેલ પહોંચાડ્યા વિના એસેમ્બલ અથવા ડિસએસેમ્બલ કરી શકાય છે. ક્લેમ્પિંગ સંપર્કો ઉપરાંત, કનેક્ટેડ વાયરને સોલ્ડરિંગ અથવા વેલ્ડિંગ દ્વારા મેળવવામાં આવેલા નિશ્ચિત સંપર્કો છે. અમે આવા સંપર્કોને કૉલ કરીએ છીએ બધી ધાતુ, કારણ કે તેમની પાસે કોઈ ભૌતિક સીમા નથી જે બે વાયરને સીમાંકિત કરે છે.

ઓપરેશનમાં સંપર્કોની વિશ્વસનીયતા, પ્રતિકારની સ્થિરતા, ઓવરહિટીંગની ગેરહાજરી અને અન્ય વિક્ષેપો સમગ્ર ઇન્સ્ટોલેશન અથવા લાઇનની સામાન્ય કામગીરી નક્કી કરે છે જેમાં સંપર્કો છે.

કહેવાતા આદર્શ સંપર્કને બે મુખ્ય આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે:

• સંપર્ક પ્રતિકાર સમાન લંબાઈના વિભાગમાં કંડક્ટરના પ્રતિકાર કરતા સમાન અથવા ઓછો હોવો જોઈએ;
• રેટ કરેલ વર્તમાન સાથે સંપર્ક ગરમી અનુરૂપ ક્રોસ-સેક્શનના વાયરની હીટિંગ કરતા સમાન અથવા ઓછી હોવી જોઈએ.

1913 માં, હેરિસે ચાર કાયદા વિકસાવ્યા જે ઇલેક્ટ્રિકલ સંપર્કોને નિયંત્રિત કરે છે (હેરિસ એફ., ઇલેક્ટ્રિકલ સંપર્કોનો પ્રતિકાર):

1. અન્ય તમામ સ્થિતિઓ સમાન હોવાને કારણે, સંપર્કમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ વર્તમાનના સીધા પ્રમાણમાં વધે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, બે સામગ્રી વચ્ચેનો સંપર્ક પ્રતિકાર તરીકે વર્તે છે.

2. જો સંપર્કમાં સપાટીઓની સ્થિતિ પર કોઈ અસર થતી નથી, તો સમગ્ર સંપર્કમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ દબાણ સાથે વિપરીત રીતે બદલાય છે.

3. વિવિધ સામગ્રી વચ્ચેનો સંપર્ક પ્રતિકાર તેમના ચોક્કસ પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે. ઓછી પ્રતિરોધકતા સામગ્રીમાં પણ ઓછો સંપર્ક પ્રતિકાર હોય છે.

4. સંપર્કોનો પ્રતિકાર તેમના વિસ્તારના કદ પર આધારિત નથી, પરંતુ માત્ર સંપર્કમાં રહેલા કુલ દબાણ પર આધાર રાખે છે.

સંપર્ક સપાટીનું કદ નીચેના પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: સંપર્કોની હીટ ટ્રાન્સફરની સ્થિતિ અને કાટ પ્રતિકાર, કારણ કે નાની સપાટી સાથેના સંપર્કને મોટા સાથેના સંપર્ક કરતાં વાતાવરણમાંથી કાટરોધક એજન્ટોના પ્રવેશ દ્વારા વધુ સરળતાથી નાશ કરી શકાય છે. સંપર્ક સપાટી.

તેથી, ક્લેમ્પિંગ સંપર્કોની રચના કરતી વખતે, દબાણના ધોરણો, વર્તમાન ઘનતા અને સંપર્ક સપાટીના કદને જાણવું જરૂરી છે, જે આદર્શ સંપર્ક માટેની આવશ્યકતાઓનું પાલન સુનિશ્ચિત કરે છે અને જે સામગ્રી, સપાટીની સારવાર અને સંપર્કના આધારે અલગ હોઈ શકે છે. ડિઝાઇન

સંપર્ક પ્રતિકાર નીચેના સામગ્રી ગુણધર્મો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે:

1.સામગ્રીનો વિશિષ્ટ વિદ્યુત પ્રતિકાર.

સંપર્ક પ્રતિકાર વધારે છે, સંપર્ક સામગ્રીનો ચોક્કસ પ્રતિકાર વધારે છે.

2. સામગ્રીની કઠિનતા અથવા સંકુચિત શક્તિ. નરમ સામગ્રી વધુ સરળતાથી વિકૃત થાય છે અને સંપર્ક બિંદુઓ વધુ ઝડપથી સ્થાપિત કરે છે અને તેથી ઓછા દબાણે ઓછા વિદ્યુત પ્રતિકાર આપે છે. આ અર્થમાં, નરમ ધાતુઓ સાથે સખત ધાતુઓને આવરી લેવા માટે તે ઉપયોગી છે: તાંબુ અને પિત્તળ માટે ટીન અને લોખંડ માટે ટીન અથવા કેડમિયમ.

3. થર્મલ વિસ્તરણના ગુણાંક તે ધ્યાનમાં લેવું પણ જરૂરી છે, કારણ કે સંપર્કોની સામગ્રી અને, ઉદાહરણ તરીકે, બોલ્ટ્સ વચ્ચેના તફાવતને લીધે, તણાવમાં વધારો થઈ શકે છે, જેના કારણે સંપર્કના નબળા ભાગનું પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ અને તાપમાનમાં ઘટાડો સાથે તેનો વિનાશ થાય છે. .

સંપર્ક પ્રતિકારની માત્રા બિંદુ સંપર્કોની સંખ્યા અને કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે અને તે સંપર્કોની સામગ્રી, સંપર્ક દબાણ, સંપર્ક સપાટીઓની સારવાર અને સંપર્ક સપાટીના કદ પર આધાર રાખે છે.

મુ શોર્ટ સર્કિટ સંપર્કોમાં તાપમાન એટલું વધી શકે છે કે બોલ્ટ અને સંપર્કની સામગ્રીના થર્મલ વિસ્તરણના બિન-સમાન ગુણાંકને લીધે, સામગ્રીની સ્થિતિસ્થાપક મર્યાદાથી ઉપરના તાણ આવી શકે છે.

આનાથી ઢીલું પડી જશે અને સંપર્કની ચુસ્તતા ગુમાવશે. તેથી, ગણતરી કરતી વખતે, શોર્ટ-સર્કિટ પ્રવાહોને કારણે થતા સંપર્કમાં વધારાના યાંત્રિક તાણની તપાસ કરવી જરૂરી છે.

કોપર ઓરડાના તાપમાને (20 - 30 °) હવામાં ઓક્સિડાઇઝ કરવાનું શરૂ કરે છે.પરિણામી ઓક્સાઇડ ફિલ્મ, તેની નાની જાડાઈને કારણે, સંપર્કની રચનામાં કોઈ ખાસ અવરોધનું પ્રતિનિધિત્વ કરતી નથી, કારણ કે જ્યારે સંપર્કો સંકુચિત થાય છે ત્યારે તે નાશ પામે છે.

ઉદાહરણ તરીકે, એસેમ્બલી પહેલા એક મહિના સુધી હવાના સંપર્કમાં આવેલા સંપર્કો તાજા બનાવેલા સંપર્કો કરતાં માત્ર 10% વધુ પ્રતિકાર દર્શાવે છે. તાંબાનું મજબૂત ઓક્સિડેશન 70 ° થી ઉપરના તાપમાને શરૂ થાય છે. સંપર્કો, જે લગભગ 1 કલાક 100 ° પર રાખવામાં આવ્યા હતા, તેઓએ તેમની પ્રતિકાર 50 ગણી વધારી.

તાપમાનમાં વધારો એ હકીકતને કારણે સંપર્કોના ઓક્સિડેશન અને કાટને નોંધપાત્ર રીતે વેગ આપે છે કે સંપર્કમાં વાયુઓના પ્રસારને વેગ મળે છે અને સડો કરતા પદાર્થોની પ્રતિક્રિયાશીલતા વધે છે. હીટિંગ અને ઠંડકનું ફેરબદલ સંપર્કમાં વાયુઓના પ્રવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે.

તે પણ સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું કે પ્રવાહ દ્વારા સંપર્કોના લાંબા સમય સુધી ગરમ થવા દરમિયાન, તેમના તાપમાન અને પ્રતિકારમાં ચક્રીય ફેરફાર જોવા મળે છે. આ ઘટના ક્રમિક પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે:

• તાંબાનું CuO માં ઓક્સિડેશન અને પ્રતિકાર અને તાપમાનમાં વધારો;
• હવાની અછત સાથે, CuO થી Cu2O માં સંક્રમણ અને પ્રતિકાર અને તાપમાનમાં ઘટાડો (Cu2O CuO કરતાં વધુ સારું સંચાલન કરે છે);
• હવાની પહોંચમાં વધારો, CuO ની નવી રચના, પ્રતિકાર અને તાપમાનમાં વધારો, વગેરે.

ઓક્સાઇડ સ્તરના ધીમે ધીમે જાડું થવાને કારણે, સંપર્ક પ્રતિકારમાં વધારો આખરે જોવા મળે છે.

વાતાવરણમાં સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ, એમોનિયા, ક્લોરિન અને એસિડ વરાળની હાજરી તાંબાના સંપર્ક પર વધુ મજબૂત અસર કરે છે.

હવામાં, એલ્યુમિનિયમ ઝડપથી પાતળી, અત્યંત પ્રતિરોધક ઓક્સાઇડ ફિલ્મથી ઢંકાઈ જાય છે. ઓક્સાઇડ ફિલ્મને દૂર કર્યા વિના એલ્યુમિનિયમ સંપર્કોનો ઉપયોગ ઉચ્ચ સંપર્ક પ્રતિકાર આપે છે.

સામાન્ય તાપમાને ફિલ્મને દૂર કરવું ફક્ત યાંત્રિક રીતે જ શક્ય છે, અને હવાને સાફ કરેલી સપાટી સુધી પહોંચતા અટકાવવા માટે પેટ્રોલિયમ જેલીના સ્તર હેઠળ સંપર્ક સપાટીની સફાઈ હાથ ધરવામાં આવશ્યક છે. આ રીતે સારવાર કરાયેલા એલ્યુમિનિયમ સંપર્કો ઓછા સંપર્ક પ્રતિકાર આપે છે.

સંપર્કમાં સુધારો કરવા અને કાટ સામે રક્ષણ આપવા માટે, સંપર્ક સપાટીને સામાન્ય રીતે એલ્યુમિનિયમ માટે પેટ્રોલિયમ જેલી અને કોપર માટે ટીનથી સાફ કરવામાં આવે છે.

એલ્યુમિનિયમ વાયરને કનેક્ટ કરવા માટે ક્લેમ્પ્સ ડિઝાઇન કરતી વખતે, સમય જતાં એલ્યુમિનિયમની મિલકતને "સંકોચવા" માટે ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે, જેના પરિણામે સંપર્ક નબળો પડે છે. એલ્યુમિનિયમ વાયરની આ મિલકતને ધ્યાનમાં લેતા, વસંત સાથે વિશિષ્ટ ટર્મિનલ્સનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે, જેના કારણે જોડાણમાં જરૂરી સંપર્ક દબાણ હંમેશા જાળવવામાં આવે છે.

સંપર્ક દબાણ એ સંપર્ક પ્રતિકારને અસર કરતું સૌથી મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. વ્યવહારમાં, સંપર્ક પ્રતિકાર મુખ્યત્વે સંપર્કના દબાણ પર અને ઘણી ઓછી અંશે સારવાર અથવા સંપર્ક સપાટીના કદ પર આધાર રાખે છે.

સંપર્ક દબાણમાં વધારો થવાનું કારણ છે:

• સંપર્ક પ્રતિકાર ઘટાડો:
• નુકશાન ઘટાડો;
• સંપર્ક સપાટીઓનું ચુસ્ત બંધન, જે સંપર્કોનું ઓક્સિડેશન ઘટાડે છે અને આમ જોડાણને વધુ સ્થિર બનાવે છે.

વ્યવહારમાં, સામાન્યકૃત સંપર્ક દબાણનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે, જ્યાં સંપર્ક પ્રતિકાર સ્થિરતા પ્રાપ્ત થાય છે. વિવિધ ધાતુઓ અને સંપર્ક સપાટીઓની વિવિધ સ્થિતિઓ માટે આવા શ્રેષ્ઠ સંપર્ક દબાણ મૂલ્યો અલગ છે.

સમગ્ર સપાટી પર સંપર્ક ઘનતા દ્વારા મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવામાં આવે છે, જેના માટે સંપર્ક સપાટીના કદને ધ્યાનમાં લીધા વિના ચોક્કસ દબાણના ધોરણો જાળવવા આવશ્યક છે.

સંપર્ક સપાટીઓની સારવારમાં વિદેશી ફિલ્મોને દૂર કરવાની ખાતરી કરવી જોઈએ અને જ્યારે સપાટીઓ સંપર્કમાં હોય ત્યારે મહત્તમ બિંદુ સંપર્કો આપવી જોઈએ.

કોપર અથવા આયર્ન કોન્ટેક્ટને ટિનિંગ કરવા જેવી નરમ ધાતુથી સંપર્ક સપાટીને આવરી લેવાથી નીચા દબાણ પર સારો સંપર્ક પ્રાપ્ત કરવાનું સરળ બને છે.

એલ્યુમિનિયમ સંપર્કો માટે, શ્રેષ્ઠ સારવાર એ છે કે પેટ્રોલિયમ જેલી હેઠળ સેન્ડપેપર વડે સંપર્ક સપાટીને રેતી કરવી. પેટ્રોલિયમ જેલી જરૂરી છે કારણ કે હવામાં એલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ ઝડપથી ઓક્સાઈડ ફિલ્મથી ઢંકાઈ જાય છે અને પેટ્રોલિયમ જેલી હવાને સુરક્ષિત સંપર્ક સપાટી સુધી પહોંચતા અટકાવે છે.

સંખ્યાબંધ લેખકો માને છે કે સંપર્ક પ્રતિકાર ફક્ત સંપર્કમાં રહેલા કુલ દબાણ પર આધાર રાખે છે અને સંપર્ક સપાટીના કદ પર આધારિત નથી.

આની કલ્પના કરી શકાય છે જો, ઉદાહરણ તરીકે, સંપર્ક સપાટીમાં ઘટાડા સાથે, સંપર્ક બિંદુઓની સંખ્યામાં ઘટાડો થવાને કારણે સંપર્ક પ્રતિકારમાં વધારો, વિશિષ્ટમાં વધારાને કારણે તેમના સપાટ થવાને કારણે પ્રતિકારમાં ઘટાડો દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. સંપર્ક દબાણ.

બે વિરોધી નિર્દેશિત પ્રક્રિયાઓનું આવું પરસ્પર વળતર ફક્ત અપવાદરૂપ કિસ્સાઓમાં જ થઈ શકે છે. ઘણા પ્રયોગો દર્શાવે છે કે જેમ જેમ સંપર્ક લંબાઈ ઘટે છે અને સતત કુલ દબાણ પર, સંપર્ક પ્રતિકાર વધે છે.

અડધી સંપર્ક લંબાઈ સાથે, ઉચ્ચ દબાણ પર પ્રતિકાર સ્થિરતા પ્રાપ્ત થાય છે.

આપેલ વર્તમાન ઘનતા પર સંપર્ક ગરમીમાં ઘટાડો સંપર્ક સામગ્રીના નીચેના ગુણધર્મો દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે: નીચા વિદ્યુત પ્રતિકાર, ઉચ્ચ ગરમી ક્ષમતા અને થર્મલ વાહકતા, તેમજ સંપર્કોની બાહ્ય સપાટી પર ગરમી ફેલાવવાની ઉચ્ચ ક્ષમતા.

વિવિધ ધાતુઓથી બનેલા સંપર્કોનો કાટ સમાન ધાતુઓથી બનેલા સંપર્કો કરતા વધુ તીવ્ર હોય છે. આ કિસ્સામાં, એક ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ મેક્રોકોપલ રચાય છે (મેટલ A — વેટ ફિલ્મ — મેટલ B), જે ગેલ્વેનિક સેલ છે. અહીં, સૂક્ષ્મ કાટના કિસ્સામાં, ઇલેક્ટ્રોડમાંથી એક નાશ પામશે, એટલે કે ઓછી ઉમદા ધાતુ (એનોડ) ધરાવતા સંપર્કનો ભાગ.

વ્યવહારમાં, વિવિધ ધાતુઓ ધરાવતા વાયરને કનેક્ટ કરવાના કિસ્સાઓ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમ સાથે કોપર. આવા સંપર્ક, વિશેષ સુરક્ષા વિના, ઓછી કિંમતી ધાતુ, એટલે કે એલ્યુમિનિયમને કાટ કરી શકે છે. વાસ્તવમાં, તાંબાના સંપર્કમાં રહેલું એલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ કાટ લાગતું હોય છે, તેથી કોપર અને એલ્યુમિનિયમ વચ્ચેના સંપર્કમાં સીધા બંધનની મંજૂરી નથી.