Circuit breakers - meander - szórakoztató elektronika
Hatalmas áramforrások feltalálása óta megkezdődött a megszakító fejlesztésének története. Mi a valójában a probléma - kattintson és mindent, az áramkör nyitva van. De valójában minden sokkal bonyolultabb. Az elektromos huzal hatalmas, pusztító lehetőségein keresztül áramlik. És a megszakítónak meg kell szakítania az áramkört, miközben érintetlen marad.
Ha az egyszerű nyitásról beszélünk, amelyet a fogyasztókkal kötöttünk ki, akkor minden nagyon egyszerű. Nincs buktató. A legnehezebb eset - volt valamilyen baleset, és maga a megszakító is lekapcsolódott. Mi történik az ilyen helyzetekben leggyakrabban? Jól válaszoltál - a kapcsolótáblát kinyitotta, és a gép karját a felső pozícióba helyezte.
Ha a baleset oka nem szűnt meg, vagy legalábbis nem "kiégett". akkor van egy másik baleset, de nem történik meg sehol. és közvetlenül előtted - a megszakító burkolatán belül.
A rövidzárlati energia közelítőleg becsülhető, pontos adatokkal szolgál a helyiség áramellátására vonatkozó projektről. De ez csak durva becslés. Az igazi rövidzárlat a lakás kábelezésében mindig a szikra, a gyapot és az anyagok égése az ív területén. Ilyen körülmények között a megszakító érintkezői működnek és érintetlenek maradnak. Ezt különböző módon és módon valósítják meg.
Anyagok áramköri megszakítókhoz
Véleményünk szerint a megszakítók érintkezőinek legjobb anyaga ezüst. A kapcsolatokhoz - nem kétséges. de egyszerű kapcsolatokhoz. Az ezüst számos pozitív tulajdonsággal rendelkezik, és a villamosmérnöki követelményeket is kielégíti.
Két negatív pillanat elrontja az ideális képet - ez meglehetősen magas ár és alacsony olvadáspont. A 960 Celsius-fokon a nemesfémekből származó termékek átalakulnak egy olvadékból.
Ha visszatér a lehetséges rövidzárási íves hőmérsékletre, ez kb. 6000 ° C. Ez egy nagyon magas hőmérséklet és ezüst tiszta formában, hogy nagyon rövid idő alatt megolvadjon.
Ennek elkerülése érdekében különböző ötvözeteket és bevonatokat használnak a kapcsolatok kialakításához. Ideális érintkezési anyagot még nem találtunk fel. Ezek az anyagok vagy azok kompozíciói olyan ellentmondásos jellegű állításokkal rendelkeznek. De ezek a követelmények meglehetősen logikusak:
- Mechanikai kopásállóság;
- A korróziónak és az elektromos kopásnak is minimálisnak kell lennie;
- A lehető legnagyobb elektromos vezetőképesség és hővezető képesség;
- A hegesztés maximális ellenállása.
Valamennyi érintkező anyag nem feltétlenül felel meg az összes követelménynek. Például sok anyag jó elektromos vezetőképességgel és hővezető képességgel rendelkezik, de nem rendelkezik elegendő keménységgel vagy hajlamos az oxidációra.
Elektromos érintkezők fejlesztésekor és létrehozásakor kiválasztják azokat az anyagokat vagy anyagcsoportokat, amelyek leginkább megfelelnek az érintkezőpár működésének valamennyi követelményének. Az elektromos érintkezők és az automatikus kapcsolók alkatrészei esetében a leggyakrabban használt villamossági anyagokat használják. kemény és lágy réz, sárgaréz a folyékony hordozó berendezések, acél és acél gyártásához. természetesen nemes és ritka fémek. Nélkülük nem lehet minőségi kapcsolatot elérni. Ez egy tipikus lista a vezető anyagokról, amelyek a legszélesebb alkalmazást találják az elektromos érintkezők gyártásánál.
Az elektromos kapcsolatok modern elmélete még fejlesztés alatt áll. Még a fizikai jelenségeket, amelyek a kapcsolatok között fordulnak elő, alaposan megvizsgálták és magyaráztak. De sok kérdésre már választ kaptak, és a megszerzett tapasztalatok lehetővé teszik az elektromos kapcsolatok általános elméletének kialakítását.
A felszínt úgy definiálhatjuk, mint az igazi testek és környezetük közötti határt. A legegyszerűbb felületformát síknak tekintik, de szinte lehetetlen megszerezni.
Bármelyik sík képviselhetõ az egyenlõ vonalú felület részeként, nagyon nagy görbületi sugárral. És ezért az ilyen felületeknek van egy kis eltérési nyílja. Ennek az eltérítésnek a nagysága függ a felszín gyártási módjától és működésének körülményeitől is. Az eltérítő nyíl jellemzi az igazi sík eltérését az ideális síktól. Az igazi síkok felülete hullámos. Mikroszkóp segítségével az egyes felületi elemek összetettebb konstrukcióit is láthatjuk.
A felületek három csoportra oszthatók:
Az optikai eszközök számos felülete, bizonyos nyúlvánnyal, a sima felületekhez köthető. Az elektromos érintkező felületek leggyakrabban durvaek. Az elektromos érintkezők tartósságát nagyrészt a felületkezelés minősége határozza meg, amely az alkalmazott fém tisztaságától és tulajdonságaitól függ.
A felületi rendellenességek alakja jelentősen befolyásolja az elektromos érintkezők következő működési tulajdonságait:
- A dörzsölő felületek kopásállósága;
- Fáradtság;
- Erózióval szembeni ellenállás;
- Korrózióállóság.
Sima és tökéletesen párhuzamos felületek elvben nem kaphatók. A két csatlakoztatott elektromos érintkező felületén csak néhány pont érintse meg egymást. Az érintkezési felületek fokozott összenyomódása esetén a fém zúzza meg és deformálódik a nyúlványok pontjaiban, és apró felületekké alakul át kiváló áramátvitel mellett. A teljes vezetőképesség zónája együttesen a legnagyobb nyomás a kontaktusok között helyezkedik el.
A hiányos vezetőképességi terület az oxidfilmekkel borított felületi részekből áll. Az elektronok keresztülhaladhatnak az ilyen filmeken, az alagút hatásának köszönhetően. Egy érintkezési felületről a másikra.
A teljes nem vezetőképességi zóna akkor kezdődik, amikor már nem lehetséges az alagút hatása. Ezekben a zónákban az oxidációs filmek jelentős vastagságúak.
Viszonylag kis nyomóerővel a felületek kiálló részei mechanikus érintkezésbe kerülnek. Ezek rugalmas deformációk. Vannak olyan műanyag törzsek is, amelyek felmerülnek, ha az érintkező felületeken a nyomás annyira megnő, hogy elérjük a rugalmas határértéket. Ennek eredményeképpen állandó deformáció jelenik meg.
Néhányan ellenálltak a rájuk gyakorolt nyomásnak, mivel eléggé szilárdak, mások rosszak, mivel műanyagak. A műanyag fémek és ezüstek ebben a listában a kezdetektől fogva előnyösebbek az elektromos kapcsolatokhoz. De még mindig vannak igények a tartósságra, és itt a puha anyagok már teljesítik a listát.
Az oxidáció elleni küzdelem
A szinte minden elektromos érintkező felületén filmek alakulnak ki. Ezek a filmek összetett kémiai összetételűek. A film alkotórészei érintkező fém, oxigén, kén és más kémiai elemek. Például. Az oxigénatomok először fémek felületén vékony atomos tengelykapcsoló fóliát hoznak létre, amely az idővel és a növekvő hőmérsékletekkel sűrűsödik.
A feltörekvő filmek vastagsága az ilyen tényektől függ:
- Fémek kémiai aktivitása;
- Tisztítás és polírozás mértéke;
- Annak a közegnek a kémiai összetétele, amelyben az érintkezők találhatók;
- Hőmérséklet és sok más tényező.
Így tiszta levegőben az alumínium-oxid film vastagsága 10-15 nm, a cink pedig 0,5-0,6 nm. Ezek a számok azt az elképzelést adják a légköri korrózió fémjeinek behatolásának sebességére. Ez:
- Az ólomhoz - 4 μm / év;
- Alumínium esetén, 8 μm / év;
- Réz és ón esetében - 12 μm / év;
- Cink esetében 50 μm / év;
- Vas - 200 mikron / év.
Ha a filmvastagság meghaladja a 2,5-3 nm-t, az alagút hatása megszűnik. Ebben az esetben az elektronok már nem tudják túlszabályozni a kellően nagy potenciális gátat, és a film dielektrikumgá válik.
Ezek a filmek nem vezetnek áramot jól, és dielektromos filmekhez tartoznak. Ezek a tiszta fémek felületén jelennek meg és könnyen meghatározhatók - a fém fémcsíkjának elvesztésével. Az oxidált fóliák egy fém levegő oxigénnel való összekapcsolódásából és szulfid fóliákból eredhetnek - és a kénes fém miatt.
Néhány fém felületén az oxidfilmek rendkívül gyorsan keletkeznek, szó szerint egy másodperc vagy egy másodperc törtrészében, másokon egy perc alatt alakulnak ki.
A nikkel felszínén az oxidréteg meglehetősen lassan alakul ki, de növekvő hőmérsékleten a vastagsága gyorsan növekszik. Végül a film fokozatos megvastagodása az elektromos áram szakadásához vezet.
A bronz normál hőmérsékleten nem észrevehetően oxidálódik.
A volfrám érintkezési felületét gyakorlatilag nem oxidálják az oxidációs filmek.
Az arany, még magas hőmérsékleten is, nem érzékeny a jelentős oxidációra. A platina nem oxidálódik. Igaz, egyes gázokkal kombinálva filmeket hozhat létre a felületén, ami kissé lecsökkenti a vezetőképességet az érintkezési ponton.
Az ezüst oxidálódik, de nagyon kevés. Ezüst-oxid filmek könnyen eltávolíthatók. Jelentősen veszélyesebb és tartósabb az ezüst kénnel és vegyületeivel alkotott filmek, különösen nedvesség jelenlétében. Ez a homályos ezüst, és a felszínén sötét színű foltok vannak. De elegendő mechanikus préselési erővel, ez az elhomályosodó film összeomolhat és vezetési fókusz jelennek meg.
Számos mód van arra, hogy eltávolítsák a foltos filmeket a fémek felületéről az elektromos érintkezés javítása érdekében. Például a filmek ütközés vagy erős összenyomás hatására történő megsemmisítése. Ezt mesterséges öregedésnek hívják. A filmek és a maguk is képesek feltörni és leesni az idő múlásával. Ez jobb elektromos érintkezéshez vezet. A működés során tapasztalt érintkezés bizonyos fokú javulását természetes öregedésnek nevezik.
A kontaktusok elektromos vezetőképességének függése a mechanikai tömörítésen
Az érintkezési felület méretei, a. következésképpen az elektromos vezetőképesség lényegesen függ a nyomóerőtől. A kis, közepes és nagy érintkezési erők vezetőképességének változása némileg eltérő, de a kontaktusok összenyomódása rugalmas, majd műanyag deformációhoz vezet.
A nagy nyomás alatt lévő érintkezők vezetőképessége időben stabilabb, mint azok a kontaktusok vezetőképessége, amelyekhez a közeg és a szekunder kapcsolódik. különösen, kis összeszorító erőfeszítéseket.
De van még egy probléma - az érintkezési felületek tapadása egymáshoz. A műanyag fémek tapadhatnak egymáshoz és a hőmérséklet emelése nélkül. És fűtött állapotban ezek a folyamatok jelentősen megnövekedtek. A kontaktusok tapadása csak akkor lehetséges, ha tiszta fémeket használnak, amelyek felületén nincs oxid vagy más filmréteg. Filmek jelenlétében a ragasztó hatás gyengül vagy teljesen leáll. Ha az elektromos áram áthalad az érintkező területeken az oxidfóliákkal, akkor teljesen összeomlik, majd az érintkezési felület tiszta fémből áll. Vannak feltételek a ragasztás és a hegesztés számára.
Folytassuk a tiszta gyakorlatot
A megszakító példáján alapuló elmélet és gyakorlat kéz a kézben jár. A gép kiválasztását akadályozza a bemutatott preferencia gazdagsága, és a gyártó már meghatározásra került, akkor továbbra is választani kell a címletet és a típust. Már könnyebb. De először az önkapcsolóról (1. Ábra), mi van benne és mi van.
Függetlenül attól, hogy maga a kapcsoló minősül-e, annak ellenére, hogy egy 10 amp-os vonalban működik, legalább 63 amper, a készülék szinte azonos.
A megszakító anyaga műanyagból készült, amely nem támogatja az égést. A magas hőmérséklet hatására ez az anyag megolvadhat, elveszhet, de nem ég, sőt erős fűtéssel sem válhat gyújtóforrássá.
A vezérlőkar lehetővé teszi a megszakító be- és kikapcsolását. Az íves megszakító csak extrém helyzetekben működik, amikor egy erős ív keletkezik, amikor a kontaktusok megszakadnak, és energiájának ki kell állnia.
A bimetál lemez egyfajta mérőeszközként szolgál, és meghatározza a sorban folyó áram erősségét. A beállító csavar CSAK a gyári beállításokra vonatkozik. Az ő segítségére támaszkodik, hogy az automatikus megszakító pontosan beállítható legyen a működési értékekre. A csavaros csatlakozók a vonal és a megszakító csatlakoztatására szolgálnak.
Ez nagyon fontos, mivel a megszakítónak vészhelyzetben kell működnie, és nem válik annak forrásává. A könyv szándékosan nem írja le a különböző sorozatok automatikus kapcsolói tulajdonságait, ezek az adatok minden katalógusban szerepelnek. Típus, márka, megnevezés - mindez mindig szerepel a projektekben. És itt nem kell változtatni semmit.
A megszakítónak hosszú ideig kell tartania - megfelelően be kell szerelni. Általában minden probléma csak a rosszul szorult kapcsolatokból ered. Az elektromos panel időszakos ellenőrzése, a helyi fűtési és áthidalási helyek azonosítása elkerüli a villamosenergia-ellátással kapcsolatos problémákat.