Почему контакты выключателей делали с серебром – В каких радиодеталях есть чистое серебро, сколько его содержится в аккумуляторе сц-25, автоматическом выключателе, контактах пускателей и прочих изделиях?

Содержание

причины возникновения и способы устранения

Одной из основных неисправностей коммутационных приборов является искрение контактов или их полное отсутствие. Основной причиной возникновения этой проблемы является износ контактной системы или выход из строя других узлов аппарата. Если ничего с этим не делать — в результате придется полностью заменить выключатель, реле или другое переключающее устройство. К тому же искры и нагрев могут привести к возгоранию. Но давайте рассмотрим подробнее причины искрения контактов и способы их устранения.

Причины возникновения искр и дуги

Прежде чем рассмотреть, почему искрят контакты, разберемся в основных понятиях. Коммутационный аппарат и его контактная система должны обеспечивать надежное соединение с возможностью его разрыва в любой момент. Контакты состоят из двух электрических пластин, которые в замкнутом положении должны быть надежно прижаты друг к другу.

Коммутационный аппарат

Дуга возникает при коммутации индуктивных цепей. К таким относятся различные электродвигатели и соленоиды, но стоит помнить, что даже прямой отрезок провода имеет определенную индуктивность, и чем он длиннее — тем она больше. При этом, ток в индуктивности моментально прекратится не может — это описано в законах коммутации. Поэтому на выводах индуктивной нагрузки образуется ЭДС самоиндукции, её величина описывается формулой:

E=L*dI/dt

Интересно! В нашем случае важную роль играет скорость изменения тока. При отключении она крайне велика, соответственно ЭДС будет стремиться к большим значениям, вплоть до десятков киловольт (например система зажигания автомобиля).

В результате ЭДС возрастает до такой степени, что его величина пробивает промежуток между контактами — образуется электрическая дуга или искры. Качество любых соединений описывается их переходным сопротивлением: чем меньше — тем лучше соединение и тем меньше нагрев. При их размыкании оно резко возрастает и стремится к бесконечности. В этот же момент происходит разогрев площади их соприкосновения.

Кроме того, между разомкнутыми контактами на фоне возрастающего ЭДС самоиндукции и повышенной температуры воздуха из-за разогрева поверхностей при размыкании пластин происходит и ионизация воздуха. В результате присутствуют все условия для возникновения дуги и искрения.

Искрение в щитке

Если говорить о том, почему искрят контакты при замыкании электрической цепи, то это происходит уже не при индуктивной, а при емкостной нагрузке. Вы наблюдаете это каждый раз, когда вставляете в розетку зарядное устройство от ноутбука или телефона. Дело в том, что разряженная емкость (конденсатор) на входе устройства в начальный момент времени представляет короткозамкнутый участок цепи, ток которого уменьшается по мере её заряда.

Если вы наблюдаете искрение в реле или выключателе в замкнутом положении — причиной этому служит плохое состояние контактных поверхностей и их высокое переходное сопротивление.

Последствия искрения

Из-за искрения с контактов испаряется метал, происходит их нагрев и повышения переходного сопротивления. Последнее вызывает еще большее их обгорание, после чего они еще сильнее искрят. Последствия этих процессов могут привести к частичному или полному отсутствию способности к коммутации у прибора, вплоть до его залипания или возгорания при определенных обстоятельствах. Нужно следить за состоянием всех соединений и подвижных переключающих элементов.

Нагрев контактов

Способы устранения и предотвращения явления

Для устранения искрения контактов решения принимаются еще на стадии разработки коммутационных аппаратов. Например, расстояние между ними увеличивается, устанавливают камеры дугогашения для охлаждения дуги.

Также делают напайки из драгоценных неокисляющихся материалов, таких как серебро, например, на поверхности через которые проходит ток.

Напайки на контактах

На быстродействующих реле искрение образуется при размыкании, в том числе потому, что их контакты в разомкнутом положении находятся близко друг к другу. Значит нужно снизить нагрузку, использовав промежуточные реле или использовать искрогасящие цепочки, их схемы мы рассмотрим дальше.

Разберемся что делать, если искрят контакты на имеющемся автомате или пускателе. В первую очередь качественное соединение обеспечивается сильным прижатием пластин, при искрении стоит проверить нормально ли соприкасаются контактные площадки. В автоматах типа АП они прижимаются пружинящим механизмом, для проверки нужно при отключенном напряжении, но замкнутых контактах отвести назад подвижную пластину и отпустить, он должен резко с характерным щелчком удариться о неподвижную пластину. То же самое можно провести на магнитном пускателе.

Контактная система пускателя

Если вы убедились в качественном нажиме, но контакты все равно искрят — проверьте нет ли нагара на их поверхности в точках соприкосновения. Если нагар есть, то его счищают максимально возможной мелкой наждачной бумагой, деревянной частью спички или ластиком, но ни в коем случае не надфилем — поверхности должны быть максимально гладкими, иначе возрастёт переходное сопротивление.

Еще одним методом решения проблемы, связанной с искрением, является установка искрогасительных цепей. Если искрят реле и пускатели в цепи постоянного тока, то параллельно нагрузке устанавливают диод, подключенный катодом к положительному, а анодом к отрицательному полюсу. Таким образом энергия, накопленная в индуктивности и её ЭДС самоиндукции рассеивается на активной части нагрузки, а диод замыкает контур для протекания тока.

Искрогасительная цепь

А если искрят контакты в цепи переменного тока, можно установить искрогасительную RC цепь, её иногда называют шунтирующей, а в электронике – снабберной. Она выполняет роль защиты за счёт того, что энергия, накопленная в индуктивностях, стремится рассеяться не на коммутационном аппарате, а на активном сопротивлении этой цепи.

Искрогасительная RC цепь

Ёмкость рассчитывают по формуле:

Сш=I2/10

Резистор:

Rш = Ео / (10 * I * (1 + 50 / Ео))

Но быстрее и проще пользоваться номограммой:

Номограмма

Более подробной данный вопрос также рассмотрен на видео:

Мы рассмотрели, как устранить одну из самых распространенных неисправностей электрической цепи — искрение контактов реле и выключателей. Кратко говоря, нужно проверить прижим контактов, почистить их поверхности от нагара, а также установить цепи для их защиты. Таким образом получится продлить жизнь выключателям и другим устройствам. Если у вас есть личный опыт — делитесь им в комментариях.

Материалы по теме:

Почему искрят контакты и как это устранить?

Практически все электромеханические коммутирующие устройства со временем начинают сильно искрить. Как вы уже догадались – это искрят контакты, замыкающие и размыкающие различные цепи. Строго говоря, искрение обычных контактов происходит всегда, но оно незначительно. Проблемы начинаются с того момента, когда искрообразование нарушает нормальный режим работы электроприбора, а в области рабочего пространства коммутационного узла ощущается запах озона и гари.

Основные причины искрения

Чтобы ответить на вопрос, почему и при каких обстоятельствах возникает электрическая искра, выясним, какие процессы лежат в основе искрообразования.

Собственно говоря, их немного – всего два:

  1. Дребезг контактов.
  2. Влияние индуктивных цепей при их коммутации.

Существует ещё несколько факторов усиливающих процесс искрения. Это износ, превышение значений токов коммутации, ослабление пружин или уменьшение упругости пластин и некоторые другие.

Для лучшего понимания причин искрения рассмотрим более детально физику процесса. Начнём с понятия искры.

Из школьного курса физики известно, что между проводниками, на которых образовались электрические заряды, происходит ионизация воздушного пространства. По нему в определённый момент протекает ток. Если поддерживать разницу потенциалов на определённом уровне, то образуется электрическая дуга, с огромным тепловым излучением. Примером может служить работа сварочного аппарата.

Известно, что заданным током электрическую дугу можно зажечь лишь на определённом расстоянии между электродами. Чем больше разница потенциалов, тем больший промежуток, на котором происходит образование дугового электротока.

Искра – это частный случай кратковременной электрической дуги. Для этого явления справедливы утверждения приведённые выше. Отсюда вывод – для недопущения процесса искрообразования необходимо устранить причины, вызывающие зажигание электрической дуги. В частности, при разомкнутом или замкнутом положении контактов искрение прекращается по причине исчезновения условий для существования тока в ионизированном пространстве.

А теперь остановимся вкратце на процессах, вызывающих искрение в коммутационных устройствах.

Дребезг контактов

Когда катушка реле замыкает электрическую цепь или разрывает контакт, он под действием упругих сил несколько раз отскакивает. В определённые моменты расстояние между контактами оказывается настолько маленькое, что создаются условия для электрического пробоя. Поскольку процесс дребезга длится лишь доли секунды, то образуется именно искра, которая исчезает в положении замкнутого контакта. Искрение прекращается также в том случае, когда цепи полностью разомкнуты.

Влияние индуктивных цепей

При коммутации электродвигателей и различных соленоидов на выводах индуктивной нагрузки происходит образование ЭДС самоиндукции: E = -L*di/dt.

Из формулы видно, что ЭДС пропорциональна скорости изменения силы тока. Поэтому, при мгновенном расхождении контактов её величина резко возрастает. Кроме того, на ЭДС самоиндукции влияет индуктивность коммутируемого устройства. В частности, такой принцип коммутации использовался в старых моделях автомобилей. Контакты прерывателя с огромной скоростью разрывали цепь катушки индуктивности, в результате чего на электродах свечей зажигания напряжение достигало десятки киловольт.

В нашем случае напряжение разрыва, конечно же, значительно меньше, однако его вполне достаточно для образования искры. Заметим, что определённой индуктивностью обладают даже обычные провода. Поэтому искрение возможно при отключении нагрузки, находящейся в конце длинных линейных цепей.

Прочие причины искрения

Выше упоминалось о том, что усилить искрение могут различные факторы, связанные с эксплуатацией коммутационных устройств. В данном разделе мы рассмотрим, что происходит под действием некоторых факторов:

  1. При плохом контакте увеличивается продолжительность дребезга, что является причиной усиления искрения.
  2. Если ток коммутации сильно отличается от номинального (в большую сторону) то, во-первых, греются контакты, а во-вторых – искра получается более мощной и разрушительной.
  3. Когда ослабление упругости пластин коммутационной системы не обеспечивает надёжного замыкания, то это ведёт к подгоранию контактов, образованию налёта и сажи, увеличивающих процесс искрообразования.

Заметим, что в электродвигателях постоянного тока искрят щетки. В оптимальном режиме работы мотора искрение незначительное. Но при перегрузках или в случаях междувитковых замыканий происходит значительное искрообразование, разрушающее коллектор. Похожее явление происходит при плохом прижимании щёток или в результате засорения промежутков между пластинами коллектора.

На рисунке 1 изображен якорь с подгоревшим коллектором.

Подгоревший коллекторРис. 1. Подгоревший коллектор

Искрение наблюдается, когда вставляют в розетку вилки шнуров, во время подключения мощных электроприборов. Явление усиливается, если штырьки штепселя не соответствуют гнезду розетки.

Последствия, к которым приводят плохая коммутация в розетке, показаны на рис.2.

Последствия плохой коммутацииРис. 2. Последствия плохой коммутации

Последствия

Искрение контактов не проходит бесследно. Возникают побочные следствия, сокращающие срок службы коммутирующих устройств:

  • выгорают контакты;
  • ослабляются упругие пластины, контактной группы;
  • перегреваются реле и розетки;
  • при наличии мощного тока отключения искра может стать причиной пожара, вызвать ожоги у обслуживающего персонала.

Пригоревшие контакты могут залипать, вследствие чего нарушается работа электрооборудования. Если такая неприятность случится в защитных коммутирующих устройствах, это может привести к непредсказуемым ситуациям.

Способы устранения

Выяснив причины искрения, вы можете выбрать действенный способ устранения неполадки. Например, если плохо соединяются контакты, это может быть признаком их засорения сажей. Необходимо удалить весь нагар, используя растворители. Обычно протирают контакты ваткой, пропитанной спиртом. В качестве растворителя подойдёт обычная водка или одеколон.

Изначально поверхность контактов делают очень гладкой для лучшего прижатия их друг к другу. Но в процессе эксплуатации искрение разрушает напыление, вследствие чего появляются шероховатости. Для восстановления работоспособности достаточно отшлифовать поверхность нулёвкой. Если покрытие серебряное – лучше использовать деревянную пластинку, а когда контакт сгорел, то он подлежит замене.

Возможна ситуация, когда искрит замкнутый контакт. Причиной может быть сильное его выгорание или потеря упругости пластины, которая разрывает контакт. Можно попытаться временно восстановить работоспособность реле путём шлифования или попытаться восстановить изгиб пластин.

Мы рассмотрели примеры устранения последствий искрения. Но существует ряд эффективных способов борьбы с причиной этого явления. Остановимся на некоторых из них:

  1. Применение неокисляющихся металлов – серебра и различных сплавов.
  2. Покрытие контактов ртутью (при условии, что они находятся в закрытой камере, например, контакты манометра).
  3. Использование схем для шунтирования.
  4. Встраивание в конструкции коммутирующих аппаратов искрогасительных RC цепей.

Метод с применением схем для подавления искрения довольно эффективен и не дорогой. При желании каждый, хоть немного разбирающийся в электротехнике человек, может самостоятельно изготовить искрогасящую цепь.

Для гашения искрообразования в индуктивных цепях постоянного тока достаточно установить диод параллельно нагрузке. При этом катод диода необходимо подключить к положительному, а анод соединить с отрицательным полюсом.

На рисунке 3 изображены схемы, объясняющие действие шунтирующего диода. Обратите внимание на то, как индукционный ток рассеивается на диоде, не попадая на коммутационное реле (позиция С).

Схемы объясняющие действие шунтирующего диодаРис. 3. Схемы объясняющие действие шунтирующего диода

Для переменного тока устанавливают шунтирующую искрогасительную RC цепь. Накопленная энергия рассеивается на переходном сопротивлении, а не на контактах. Ёмкость шунтирующего конденсатора можно вычислить по формуле: Cш = I2/10, здесь I — рабочий ток нагрузки, а 10 – условная постоянная, позволяющая производить расчёты для простых схем RC цепей.

Сопротивление резистора находим [ 1 ]: Rш = E0 / (10*I*(1 + 50/E0)), где E0 –  ЭДС (напряжение) источника питания, I – сила рабочего тока нагрузки, цифра 50 –стандартная частота переменного ток в электросети. Также пользуются для подбора параметров номограммой ниже.

По известным значениям напряжения источника питания U и тока нагрузки I находят две точки на номограмме, после чего между точками проводится прямая линия, показывающая искомое значение сопротивления резистора R. Значение емкости С отсчитывается по шкале рядом со шкалой тока I. Номограмма дает разработчику достаточно точные данные, при практической реализации схемы необходимо будет подобрать ближайшие стандартные значения для резистора и конденсатора RC-цепи.

НомограммаРис. 4. Номограмма

Сама типовая схема искрогасительной RC цепи изображена на рисунке 5.

Схема искрогасительной RC цепиРис. 5. Схема искрогасительной RC цепи

Защита контактов от искрения – лучший способ продлить срок службы коммутирующего устройства. Применив несложную схему можно успешно решить задачу, связанную с искрением.

Видео по теме

В каких радиодеталях есть чистое серебро, и где еще его можно найти: содержание и объемы

Фото 1

Серебро относится к категории драгоценных металлов.

С незапамятных времен вместе с золотом оно используется для изготовления ювелирных украшений и столовой элитной  посуды, инкрустации оружия, отделки зеркал и декорирования салонной мебели.

В настоящее время существенно расширилась индустриальная сфера применения серебра.

С развитием радио- и электротехники, повсеместным внедрением бытовой телеаппаратуры, компьютеров и разнообразных гаджетов  объемы серебра, каждый год  используемые  в промышленном производстве, превышают 80% от ежегодной мировой добычи серебра (10% забирают ювелиры, 8% — банки).

Пополнение запасов серебра осуществляется не только за счет первичной добычи, но и продуктами переработки вторичного сырья.

Физико-химические качества

Фото 2Серебро наделено уникальными физико-химическими свойствами, которые используются в промышленности для улучшения технических характеристик и эксплуатационных качеств изделий гражданского и военного предназначения, например:

  1. У серебра наибольшие показатели теплопроводности и электрической проводимости среди металлов. В частности, показатель его электропроводимости (62,5 млн См/м) превышает аналогичные параметры для алюминия (37 млн См/м) и золота (45,5 млн См/м).
  2. В обычных условиях серебро химически инертно к воздействию воды и воздуха либо других побочных факторов, провоцирующих окисление или коррозию так называемых «обычных» металлов.
  3. Серебристые покрытия поверхностей деталей, механизмов и зеркал обладают высокой отражающей способностью в оптическом диапазоне спектра.

Такое сочетание химической инертности с высокой электро- и теплопроводностью предопределило широкую востребованность серебра в электротехнической промышленности и производстве радиоэлектроники, в частности:

  • для использования в токопроводящих контактах, покрытиях при паянии;
  • для изготовления проводов с серебряными жилами;
  • в производстве аккумуляторов, теплоотводов и волноводов;
  • в производстве зеркал высокой отражающей способности.

Свойства технического серебра

В чистом виде серебро практически  не применяется ни в ювелирном деле, ни в технических целях – металл слишком мягкий. Эксплуатационные качества серебра повышаются в его сплавах с другими металлами.

Например, сплавы серебра с медью, используемые в электротехнике, обладают высокой твердостью и износостойкостью, а сплавы палладия и платины с серебром повышают стойкость материала к коррозионной агрессии рабочей среды.

В зависимости от типа легирующих добавок в сплавах на основе серебра выделяют два основных вида серебра:

  1. Серебро техническое, представляющее собой очень чистый сплав серебра 999 пробы, в котором 0,1% составляют лигатуры четко обозначенного состава. Техническое серебро используется при изготовлении деталей электрооборудования, востребовано в машиностроении, авиастроительной и космической отраслях, приборостроении.
  2. Серебро ювелирное, в составе которого находятся золото, никель и другие металлы. Объем лигатуры варьируется от 5 до 25%, а сам ювелирный сплав получает традиционные пробы от 980 до 750.

Фото 3Любопытно, что по химической чистоте техническое серебро превосходит ювелирный аналог, однако его стоимость существенно ниже.

Причина кроется в том, что у этих двух разновидностей благородного металла различные функции и предназначение.

У ювелирного серебра декоративно-эстетическое предназначение.

Поэтому легирующие добавки придают ему красивый внешний вид и блеск, гибкость и ковкость, износостойкость и долговечность. Для этих качеств вовсе не обязательна высокая проба.

Для технического серебра, нередко также называемого электротехническим, задача иная – обеспечение хорошей электропроводности и светоотражения. Серебро с чистотой на уровне ювелирного сырья не способно выполнять подобные функции, поскольку показатели электропроводности очень чувствительны к его содержанию.

Источники серебряного вторсырья

Основными источниками серебряной «вторички» являются изделия электротехнической и радиотехнической отраслей, полиграфии, фото- и кинопромышленности, продукция зеркального, ювелирного и часового производства.

Из бытового сектора источником драгметалла являются лом ювелирных изделий, награды и монеты.

В радио- и электротехнике для извлечения серебра пригодны:

  • радиодетали;
  • реле;
  • контакты автоматических выключателей и пускателей;
  • аккумуляторы;
  • контактные реле и керамические конденсаторы.

Отдельные виды припоев и контактов могут содержать до 99% Ag.

Аккумуляторы и резисторы

Высоким удельным содержанием серебра отличаются серебряно-цинковые аккумуляторы серии СЦ, в которых анод изготовлен из прессованного порошка оксида серебра.

Например, в аккумуляторе модели СЦ-25, весящего 470 г (вместе с залитым электролитом), содержится 85,5 г Ag, а в модели СЦ-110 весом 1,6 кг – 559,783 г Ag.

Фото 4

В небольших количествах техническое серебро встречается в составе самых распространенных  резисторов советских времен серии МЛТ (аббревиатура от «металлопленочный лакированный теплоустойчивый»). Например, в изделии МЛТ-2 весом 2,5 грамма содержится 5 мг Ag, что соответствует 0,16% по массе.

Конденсаторы и реле

Из-за небольших размеров и малых весовых характеристик радиодеталей, содержащих серебро, принято оценивать количество Ag в пересчете на 1000 штук каждой группы радиоизделий.

Для некоторых видов конденсаторов и реле содержание Ag на 1000 шт. следующее:

  • конденсатор К15-5 – около 29,9 г;
  • конденсатор К10-7В – около 13,6 г;
  • реле РЭС6 – 157 г;
  • РСЧ52 – 688 г;
  • РВМ – 897 г.

Кинопленки

Полиграфия, фото- и кинопромышленность «предоставляют» для переработки изношенные и испорченные киноленты и фотоотпечатки.

Основным сырьем для извлечения драгметалла являются бромистое и сернистое серебро, зола фотобумаги и фотоотпечатков.

Фото- и кинопленки содержат серебро, содержание которого нормируется из расчета на 1 кв. метр. Например, каждый кв. метр кинопленки Микрат 300 содержит 4,68 грамма Ag.

Другие устройства и предметы

Поступающая от химпрома серебряная «вторичка» представлена отработанными катализаторами, содержащими до 80% Ag, шламами, контактными массами и ломом серебряной посуды.

Серебросодержащие отходы от ювелирного производства образуются при мехобработке, плавке и химобработке драгметаллов.

Фото 5По своему составу они много беднее, чем серебряный лом, и содержат от 0,5 до 10% серебра, тогда как в серебряном ломе драгметалла может содержаться свыше 90% (в случае ювелирных украшений высокой пробы).

Довольно высокий процент серебристого благородного металла во «вторичке», поступающей от часового производства.

Серебряные припои богаты серебром в объеме до 99%, а серебряные контакты – до 80%.

Извлечение металла из радиодеталей

Извлечение технического серебра из радиодеталей можно проводить по следующему алгоритму:

  1. Детали заливаются азотной кислотой. Концентрация кислоты зависит от предполагаемого содержания Ag в материале радиодетали.
  2. В результате обработки получается смесь, в которой содержится нитрат серебра. После добавления в смесь поваренной соли из нитрата серебра образуется хлорид серебра, выпадающий в осадок.
  3. Во взмученный осадок добавляется цинковая пудра, реакция с которой приводит к выделению чистого Ag. Остатки цинка удаляются путем добавления соляной кислоты.
  4. Получившуюся взвесь фильтруют с использованием фильтровальной бумаги.
  5. Осевшее на бумаге серебро переплавляют с использованием буры.
  6. Серебряную отливку очищают промывкой.

Более подробную информацию можно получить в статье Аффинаж серебра.

Видео по теме

Автор видео рассказывает и показывает, в каких конденсаторах содержится серебро, а также какие именно части деталей нужно отправлять на переработку:

Заключение

Подсчитано, что в среднем одна тонна электротехнического лома и радиодеталей содержит до 930 г золота и 1800 г серебра. Такие показатели в сотни раз превышают результаты первичной добычи этих металлов, связанные с разработкой месторождений и переработкой руды.

Поскольку электроприборы, оргтехника, средства телекоммуникаций, телефоны и гаджеты быстро устаревают, их ассортимент постоянно обновляется. Таким образом, электронная продукция является неисчерпаемым, постоянно возобновляемым источником вторичных драгоценных металлов, в первую очередь, серебра.

Прочитав статью, вы узнали, в каких радиодеталях есть чистое серебро, где еще содержится данный металл и какими свойствами он обладает.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

Где применяют серебряные контакты и как за ними ухаживать

Серебряные контакты широко используются в процессе изготовлении электронных деталей. Это связано с тем, что такие детали слабо подвержены окислению. Окись данного металла обладает хорошей электропроводностью, что способствует отличному соединению даже при незначительном давлении. Применение технического металла в радиодеталях способствует увеличению надежности и срока службы изделий.

Особенности контактов из серебра

В некоторых деталях радиоприемника содержится сереброВ контактах электронных деталей может содержаться разное количество чистого материала. Соединения из него можно условно разделить на группы:

  1. Не обладающие способностью к намагничиванию. В этом их виде содержится большая доля чистого материала.
  2. Намагничивающиеся. Такой вид содержит меньшую долю чистого металла.
  3. На меди. Напайки на таких контактах представляют собой пластинку меди, покрытую тонким слоем металла.

Серебряные контакты применяют в маломощных устройствах. Кроме того, в небольших и ответственных контактных электрических аппаратах используют золото, платину и другие драгоценные материалы.

Можно выделить несколько видов деталей, содержащих в своем составе данный материал:

  • электромагнитные пускатели;
  • электрические автоматы;
  • реле;
  • термодатчики;
  • серебряно-цинковые аккумуляторы.

На поверхности деталей и контактов с содержанием этого благородного металла, которые соприкасаются с серосодержащими резинами, а также эбонитом, происходит образование сульфида серебра в виде мелких кристаллов.

Этот процесс также сопровождается коррозией. Под воздействием двуокиси серы из контактов в ходе атмосферной коррозии образуется сульфат серебра.

Контакты с техническим серебром

Уход за деталями

Необходимо периодически проверять, в каком состоянии находятся серебряные контакты. В случае появления загрязнений осуществляется очистка замшевой или тканевой салфеткой, слегка смоченной в бензине. Также для очистки допускается использование жесткой волосяной щетки. В случае возникновения наплывов на серебряных контактах их следует аккуратно удалить напильником с мелкой насечкой.

Серебро в радиодеталях зачастую встречается в форме крупных серебряных контактов или посеребренных покрытий. Извлечение белого металла из электронных комплектующих — непростой процесс. Это драгоценный металл с высокой степенью инертности. Он неохотно вступает в химическую реакцию с другими элементами и совсем не вступает в реакцию с кислотами и щелочами.

Химическая инертность серебра создает трудности при его извлечении из радиозапчастей. Выгодно ли извлечение серебра из них с целью последующей продажи? Извлечение его из электронных частей целесообразно лишь в том случае, когда оно содержится в больших составляющих и агрегатах, потому как посеребренные части в своем составе имеют низкую долю металла. Зачастую крупные детали в радиоэлектронике — это серебро в форме соединений с другими элементами. Мелкие детали или поверхности, покрытые серебряным слоем, содержат, в основном, серебро в чистом виде. Серебро в радиодеталях используется уже достаточно давно.

Как отделить серебро от больших деталей? Стоит помнить, что серебро хорошо взаимодействует с азотной кислотой (имеющей в своем составе кислород). Извлечь данный материал из больших элементов радиодеталей (например, пускателей и автоматов) можно с использованием азотной кислоты.

Для того чтобы ускорить реакцию, кислоту следует подогреть. Для подогрева необходимо тару с кислотой поставить в теплую воду (водяная баня).

Следует учесть, что в тару не стоит наливать очень большой объем кислоты. Процесс реакции серебра и азотной кислоты сопровождается значительным подогреванием. В случае если в емкости будет слишком много кислоты, она будет переливаться через край.

причины и чем это грозит

Электрические контакты, вне зависимости от их вида всегда являются слабым звеном любой электроцепи. С чем связан нагрев контактов под воздействием электрической энергии, и к каким последствиям он может привести, мы подробно рассмотрим в сегодняшней статье. В ней помимо описания физики процесса будет приведено много полезной информации, которая может пригодиться домашнему мастеру.

Определение и классификация контактов

В данном контексте контакт следует трактовать в качестве соединения проводников переменного или постоянного тока. Электросистемы объединяют в себе линии передач, множество машин, аппаратов и другого оборудования, для соединения которых применяются контакты или контактные группы. От их надежности напрямую зависит работа, как отдельных участков электрической цепи, так и всего электрохозяйства.

В зависимости от конструктивных особенностей электроконтакты принято классифицировать на следующие виды:

  • Подвижные. В их число входят коммутируемые, то есть производящие замыкание, размыкание или переключение электроцепи, например, контакты пускателя, реле (см. а на рис.1), выключателя и т.д. К данному виду также относятся скользящие контакты, в качестве примера можно привести автотрансформатор (см. b на рис.1), коллекторные машины, потенциометры и т.д.
  • Неподвижные, к таковым относятся неразъемное и разъемное соединения. В качестве примера первых можно привести сварку, пайку (см. с на рис. 1) или клепку проводников, то есть данный вид рассчитан на долгосрочную коммутацию в электрическом аппарате. Ко вторым относятся винтовые, болтовые (см. d на рис.1) соединения, а также подпружиненные зажимы. Разъемные соединения, в отличие от неразъемных, допускают возможность перекоммутации.
 Различные виды контактовРисунок 1. Различные виды контактов

Специфика электрического контакта

При соединении проводников или площадок контактной группы никогда не происходит полного электрического соприкосновения. Это связано с тем, что физически невозможно создать идеально гладкую поверхность, она всегда будет иметь шероховатости. Следовательно, контакт происходит на небольших площадях.

Поверхность медного контактаПоверхность медного контакта, увеличенная электронным микроскопом

Когда происходит сближение поверхностей соприкосновения, в первую очередь контакт образуется между выступающими вершинами. Они впоследствии деформируются под воздействием физического давления и преобразуются в контактные поверхности небольшой площади. Это приводит к тому, что в коммутируемой электроцепи образуются переходные сопротивления (принятое обозначение Rк).

Помимо этого на поверхности проводников образовывается оксидная пленка (это особенно характерно для алюминиевых контактов), которая увеличивает сопротивление контакта. Как правило, пленки не большой толщины не оказывают влияние на контактное сопротивление, поскольку физическое усилие, приложенное к соединяемым поверхностям, разрушает пленку. Так же возможен ее пробой (фриттинг) под воздействием электрического тока.

Толстая оксидная пленка может не разрушиться от физического усилия или приложенного напряжения, что приведет к увеличению переходного сопротивления. Именно поэтому необходима чистка контактных поверхностей.

Таким образом, можем резюмировать, что изготавливая контактирующие проводники из мягких металлов, неподверженных сильному окислению, при определенном физическом давлении на них можно добиться минимального переходного сопротивления.

Чем грозит плохое соединение?

При плохом контакте увеличивается переходное сопротивление, что приводит к нагреву проводников в месте соединения. Физику данного процесса можно описать законом Джоуля-Ленца, формула которого имеет следующий вид: Q = I2Rкt , где Q – уровень выделяемого тепла (Дж), I – ток нагрузки, протекающий через соединение (А), Rк – сопротивление проводящего элемента (Ом), t – время, в течение которого будет протекать ток (с).

При удовлетворительном качестве контакта температура нагрева является вполне определенной, допустимой величиной, влияющей как на выбор сечения проводников, так и номинальных параметров защитных устройств. Например, для охлаждения сильноточных контактов практикуется увеличение их площади, что препятствует электрическому износу.

Если происходит нарушение контактного нажатия (ослабление соединения), то происходит резкое увеличение сопротивления, что вызывает повышенный нагрев контакта. Это приводит к тепловому расширению проводника и контактной площадки и дальнейшему ослабеванию соединения. В результате сопротивление проводника в контактных соединениях начинает повышаться до бесконечности, образуются токи плавления вызывающие отгорание или сваривание контактных пар. Процесс нагрева и сваривания может сопровождаться образованием электрической дуги или искрения, что может привести к возникновению пожара.

Пример плохого контактаПример плохого контакта

Что может стать причиной плохого соединения?

Приведем в качестве примера типовые причины, которые могут вызвать переходные процессы в неподвижных и подвижных контактах:

  • Нарушение правил соединения проводов.
  • Ослабления контактов.
  • Воздействие ударных токов КЗ.
  • Неудовлетворительное качество установочных изделий.
  • Игнорирование норм и требований к подключению.

Предлагаем подробно рассмотреть каждый из перечисленных пунктов.

Нарушение правил соединения проводов

Это классическая причина, распространенная при монтаже бытовой проводки. Характерный пример соединение проводов «холодной» скруткой. В таких случаях велика вероятность окисления контактных соединений, и как следствие: увеличение сопротивления, падение напряжения на контактах, нагрев вплоть до температуры плавления проводов, короткое замыкание и т.д.

Холодная скрутка проводов недопустимаХолодная скрутка проводов недопустима

Напомним, ПУЭ допускает следующие виды соединений проводов, а именно: опрессовка, сварка, пайка и сжим (болтовой, винтовой, пружинный и т.д.). В Правилах «холодная» скрутка даже не рассматривается, в качестве способа соединения проводов, кто не верит, может ознакомиться с пунктом 2.1.21 ПУЭ 7-го издания.

Ослабления контактов

Как бы надежен не был винтовой или болтовой зажим, но в процессе эксплуатации он ослабевает. Причем у алюминиевых контактов этот процесс происходит значительно быстрее, чем у медных. Почему так происходит было подробно описано в статье, посвященной использованию в электропроводке кабелей с алюминиевыми жилами.

Чтобы не допустить разрушения контактов вследствие их ослабления, следует регулярно подтягивать их. Например, подтяжку медных проводов, подключенных к автоматическим выключателям в электрощитах, рекомендуется делать не реже, чем в 5-6 лет. Для выключателей и розеток можно выбрать такой же временной интервал.

Чтобы не утруждать себя процедурой подтяжки соединений, можно использовать безвинтовые (подпружиненные) контактные группы, например, клеммники Wago.

Клеммники WagoКлеммники Wago

Неудовлетворительное качество установочных изделий

Приобретая недорогие электротехнические изделия, изготовленные в Поднебесной, нужно быть готовым к тому, что качество розеток, выключателей, а также другого оборудования, окажется недостаточного уровня. Пора привыкнуть платить за качественный товар соответствующую цену. Нередко бывает, когда под видом брендовой продукции недобропорядочные продавцы пытаются «подсунуть» откровенный контрафакт. Чтобы не быть обманутым, рекомендуем проверять сертификат качества.

Воздействие ударных токов КЗ

Помимо допустимых (номинальных) токов, протекающих через соединение, возможен импульсный нагрев контакта, при аварийном режиме работы электросети. Под таковым подразумевается КЗ, приводящее к нагреву сильноточных соединений под воздействием импульсных ударных токов. Их величина существенно превышает рабочие токи, что приводит к резкому повышению температуры контакта. Учитывая случайную природу этого явления, устанавливается специальная защита от прохождения ударного тока.

Игнорирование норм и требований к подключению

В большинстве случаев это происходит вследствие отсутствия опыта и профессиональных знаний. Перечислим основные моменты, позволяющие избежать типовых ошибок:

  • Подключая группу розеток, следует использовать перемычки с одинаковым сечением, чтобы не перекосился контактный зажим.
  • При необходимости подвода к клеммнику проводов с разным сечением жил, следует произвести опрессовку проводов, установив на них оконечники одного диаметра или свернуть концы жил в кольцо. В последнем случае следует выбрать установочные изделия с обычным, а не пожильным вводом.
  • Не следует подводить к контактам большее число проводников, чем предусмотрено конструкцией. Например, во многих брендовых изделиях реализован пожильный ввод, допускающий подключение только двух проводников.
  • Важно произвести правильное подключение автоматических выключателей, УЗО и диффавтоматов, а также правильно установить гребенку, если таковая используется. Как это сделать, подробно описано в серии статей на нашем сайте.

принцип работы, типы, защита контактов

контакты Электрические контакты — это соприкасающиеся поверхности материалов, обладающие электропроводностью и соединяющие между собой несколько токоведущих элементов в электрической цепи. Это может быть также приспособление, которое обеспечивает соединение и переход электрического тока из одной контактирующей детали в другую.

 Разновидности контактов

Известны 3 разновидности контактов: неразъемный контакт (соединение двух шин болтом), скользящий (с помощью реостата) и коммутирующий. 

По форме контакты бывают

  • точеные, они, в основном, используются для малых токов, при этих контактах происходит небольшое нажатие, а для того, чтобы уменьшить сопротивление контактов, применяются не окисляющиеся драгоценные металлы;
  • линейные, с большой степенью нажатия и контактированием по линии, для производства этих контактов используется медь;
  • поверхностные, применяются с большой степенью нажатия для контактирования при больших токах между двух поверхностей.

Электрические контакты: принцип работы, типы, защита контактов

Электрические контакты также бывают подвижные и неподвижные.

  • Подвижные контакты в процессе работы замыкаются, соединяясь между собой, либо размыкаются, разъединяясь с помощью механического или электромеханического привода, при этом устройства между собой остаются надежно скреплены.

В процессе работы неподвижных контактов, токоведущие надежно и плотно соединенные между собой элементы не перемещаются друг относительно друга.

Чтобы создать замкнутую электрическую цепь, нужно произвести несколько контактов.

Одним из примеров подвижного контакта является устройство рычажного контакта, рассчитанное на средние и большие токи, в котором в качестве материала применяется медь. 

Электрические контакты: принцип работы, типы, защита контактов

  • Шарнирный контакт, где неподвижный элемент и подвижный элемент соединяются между собой с помощью силы, воздействующей на рычаг, может служить еще одним примером подвижного контакта.
  • Скользящие контакты — это еще одна разновидность подвижных контактов, у которых, как и в щеточноколлекторном устройстве электрических машин постоянного тока, один элемент перемещается относительно других.

Электрические контакты: принцип работы, типы, защита контактов

Также к подвижным контактам можно отнести герметизированные магнитоуправляемые контакты или герконы, простейший пример которых представляет собой запаянную стеклянную колбу миниатюрного размера, с двумя плоскими впаянными контактными пружинами, состоящими из мягкой магнитной стали.

Если эти герметизированные магнитоуправляемые контакты (герконы) поместить в созданное обмоткой или постоянным магнитом магнитное поле, то их пружины будут намагничиваться и затем притягиваться друг к другу.

В это время происходит замыкание контактов и, как следствие, может замкнуться электрическая цепь. Контакты из-за силы упругости пружин разомкнутся только после полного исчезновения магнитного поля. Поверхности пружин на контактах покрываются тонким слоем драгоценного металла, имеющего малое удельное электрическое сопротивление (платина, золото, серебро).

С помощью герконов можно производить коммутации в электрических цепях при малых значениях тока от 0,5 до 1А. Колбу геркона вакуумируют или заполняют инертным газом.

Элементы геркона имеют малую массу и высокое быстродействие контактов от 0,5 до 1,0 мс.

Износоустойчивость — это самое важное из свойство герконов. У некоторых видов герконов количество переключений может достичь до двух тысяч в секунду, а срабатываний до сотен миллионов.

Герсиконы — это герметические магнитоуправляемые силовые контакты, являющиеся разновидностью герконов, которые позволяют произвести коммутации в электрических цепях при значениях тока 60А, 100А или 180А и при напряжении 220 440В.

Интересное видео о физике электрических контактов смотрите ниже:

Электрическое сопротивление контактов

Работу контактов определяет переходное электрическое сопротивление, которое зависит от площади контактирования. Чтобы уменьшить переходное сопротивление контактов, необходимо увеличить силу прижатия контактов.

В зависимости от силы переходного сопротивления, ток в цепи, вызывает нагрев контактов, который, в свою очередь, способствует увеличению переходного сопротивления и приводит к еще большему нагреву.

Таким образом достигается допустимый максимум рабочей температуры, находящийся в пределах от 100 до 120°С. По мере увеличения значения номинального тока коммутирующего аппарата, контактное переходное сопротивление должно уменьшаться с помощью повышения контактного нажатия, при этом обязательно необходимо увеличить поверхность охлаждения.

Состав материала из которого изготавливают токоведущие элементы контактов содержит материалы с минимальным удельным электрическим сопротивлением — серебро, медь или металлокерамические композиции.

Искрение на контактах и электрическая дуга

При значительных напряжениях и токах во время размыкания электрической цепи, между расходящимися контактами, образуется электрический разряд. В это же время, в площадке контактирования, при расхождении контактов происходит резкий рост переходного сопротивления и разогрев контактов до их расплавления и образования контактного перешейка из расплавленного металла.

В результате высокой температуры, контакты могут разогреваться и рваться, при этом металл контактов испаряется, а между контактами образуется ионизирующий проводящий воздушный промежуток, в котором под воздействием высокого напряжения, возникает электрическая дуга, которая снижает быстродействие коммутационного аппарата и способствует дальнейшему разрушению контактов.

Чтобы прекратить появление дуги, нужно увеличить сопротивление в цепи с помощью увеличения расстояния между контактами, или применить специальные меры для ее погашения.

Разрывная или коммутируемая мощность контактов — это произведение предельных значений тока и напряжения в цепи, при которых на минимальном расстоянии, между контактами электрическая дуга не образуется.

Электрическая дуга гаснет, когда в цепях переменного тока мгновенное значение тока достигнет нуля и может вновь появиться, если напряжение на контактах будет расти быстрее, чем произойдет восстановление электрической прочности промежутка между контактами.

В любом случае, в цепи переменного тока дуга неустойчива, а разрывная мощность контактов выше в несколько раз, чем в цепи постоянного тока.

В маломощных электрических аппаратах электрическая дуга на контактах появляется редко, но очень часто происходит опасное для чувствительных аппаратов искрение или пробой изоляционного промежутка. Пробой образуется в слаботочных цепях во время быстрого размыкания контактов и может привести к ложным отключениям и значительно сокращает срок службы контактов. С целью уменьшения искрения, применяются устройства искрогашения. 

Ещё одно интересное видео об электрических контактах:

 Устройства искро- и дугогашения

Электрические контакты: принцип работы, типы, защита контактов
Самый эффективный способ для гашения электрической дуги — это ее охлаждение с помощью соприкосновения с изоляционными стенками специальных камер, которые отбирают теплоту дуги или за счет ее перемещения в воздухе. 

В современных аппаратах широкое распространение получили дугогасительные камеры с узкой щелью и магнитным дутьем.

Дугу можно рассматривать как проводник с током; если его поместить в магнитное поле, то возникнет сила, которая вызовет перемещение дуги. При своем движении дуга обдувается воздухом; попадая в узкую щель между двумя изоляционными пластинами, она деформируется и вследствие повышения давления в щели камеры гаснет (рис. 2.4).

Щелевая камера образована двумя стенками 1, выполненными из изоляционного материала. Зазор между стенками очень мал. Катушка 4, включенная последовательно с главными контактами 5, возбуждает магнитный поток Ф, который направляется ферромагнитными наконечниками 2 в пространство между контактами. В результате взаимодействия дуги и магнитного поля появляется сила F, вытесняющая дугу к пластинам 7.

Эта конструкция дугогасительной камеры применяется и на переменном токе, так как с изменением направления тока изменяется направление потока Ф, а направление силы F остается неизменным.

Для уменьшения искрения на маломощных контактах постоянного тока применяют включение диода параллельно нагрузочному устройству (рис. 2.5). При этом цепь после коммутации (после отключения источника) замыкается через диод, таким образом уменьшается энергия искрообразовния.

Электрические контакты: принцип работы, типы, защита контактов

Применение драгоценных металлов в переключателях

08 ноября 2019

Прежде чем сдать радиодетали в Москве в какой-либо пункт приема металлолома, необходимо проверить их на предмет наличия драгоценных металлов. Немало людей тратят большое количество времени на растворение бесполезных радиоэлементов, которые не имеют хоть сколько-нибудь драгоценного металла, а также причиняют себе серьезный вред из-за неосторожного обращения с реактивами.

Почему применяют драгоценные металлы

Применение драгоценных металлов в переключателях, в особенности серебра и золота, можно объяснить уникальными свойствами материалов. Они не поддаются окислению при различных климатических условиях и имеют способность препятствовать распространению коррозии на любых элементах из радиотехнической части.

С помощью драгоценных металлов уменьшается риск искрообразования, так как иногда требуется усиленная работа переключателей. Результатом применения таких материалов становится многолетняя и надежная работа радиоэлементов. Также их можно найти в свободном доступе, что является несомненным плюсом.

Чаще всего драгоценные металлы применяют на контактах переключателей, содержание сравнительно небольшое. Наибольшее применение находит серебро, так как оно относительно недорого стоит и его можно найти практически везде. Реже используют золото, палладий и платина. В большинстве случаев количество металлов исчисляется сотыми и тысячными долями грамма.

Что называют переключателями

Важно выяснить, что представляют собой переключатели, дабы не перепутать их с другими радиоэлементами. В электротехнике это любое устройство, которое направлено на замыкание или размыкание цепей. К ним относят реле, тумблеры, тиристоры, стандартные кнопки переключения и другие сходные по функционалу элементы. В некоторых применяются драгоценные металлы. Особую ценность представляют радиоэлементы, которые были изготовлены во времена Советского союза. Тогда не жалели металла на электронику и щедро напыляли его на любые компоненты.

Именно в контактах устройств содержатся драгметаллы. Например, в реле чаще всего встречается серебро или его сплав с платиной. Причем, металл обычно использовался наивысшей пробы. Еще одна проблема в поисках драгоценных металлов в переключателях заключается в интересном свойстве. А именно в том, что современные механические устройства практически не содержат какого-либо количества драгоценного материала.

Как искать и продавать элементы с драгметаллами

Радиодетали являются одним из способов найти драгоценные металлы и затем продать их. Но очень важно правильно извлекать радиодетали. А для этого должен идти тщательный поиск необходимых радиоэлементов, в которых есть некоторая доля драгоценных материалов.

Можно использовать разные методы извлечения. Например, смешать литр серной кислоты и 250 миллилитров соляной кислоты. Подогреть смесь до температуры в 70 градусов, затем опустить туда детали. Для образования царской водки добавить небольшое количество азотной кислоты и делать все максимально аккуратно.

Есть способ извлечения от профи. Снять корпус и отделить контактную часть. В зависимости от плотности материала контакты снимаются с помощью кусачек или пассатижей. Можно сплавить в слиток дома прямо на плите. Содержание драгоценного материала можно отыскать в специальных справочниках.

Радиоэлементы не только используются в простых и сложных схемах. Они нередко служат источником нахождения золота, серебра, платины и другого драгоценного материала. Главное, подобрать правильный метод извлечения. Ведь в другом случае могут возникнуть неприятные последствия для старателя, включая ожоги и повреждения кожи.


◄ Назад к новостям

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *