«Существует две самых распространенных неисправности в электротехнике и электронике — нет контакта, там где он должен быть, и есть контакт там, где его быть не должно» (народная мудрость).

Почему электротехника — наука о контактах? Прежде всего потому, что электрические контакты являются самыми слабыми и ненадежными частями любой электроустановки, требующие серьезного подхода при их создании (монтаже) и при дальнейшей эксплуатации.

Электрический контакт — место соприкосновения двух (или нескольких) проводников между собой. Назначение электрического контакта — продолжить путь тока из одной цепи в другую.

Из этого определения следует, что электрический контакт образуется по меньшей мере и двух частей (проводников), скрепленных между собой тем или иным способом или просто прижатых друг к другу без скрепления их между собой.

Часто контактом называют не место соприкосновения двух проводников, а сами проводники, причем употребительны термины: неподвижный и подвижный контакт (если один из проводников, образующих контактное соединение, неподвижен, а второй может приближаться к первому и удаляться от кого), или скользящий и катящийся контакт, если один из указанных проводников скользит или катится по другому и т. д.

Контакты делятся:

• «точечные», когда соприкосновение обеспечено только в одной «точке» (шары, шар и плоскость и т. д.);

• «линейные», когда соприкосновение происходит по «линии» (например, ребро призмы и плоскость);

• «плоскостные», когда кажущееся соприкосновение происходит по плоскости.

Контактные соединения являются чрезвычайно важными элементами в электропроволке при соединении жил проводов и кабелей и при присоединении проводов к электроустановочным изделиям и электрическим аппаратам. Кроме того, контактные соединения играют важную роль в работе электрических аппаратов.

В книгах про электрические аппараты существует специальный раздел «Теория электрических контактов», где рассматриваются физические процессы, протекающие в контактах во время работы, вопросы их их правильного проектирования и эксплуатации. Во многих случаях — это наиболее ответственная деталь в электроустановках и электропроводке.

Если взять две пластины в наложить их друг на друга, то мы получим кажущуюся поверхность соприкосновения. Однако, в действительности физическая поверхность соприкосновения будет иная. Как бы тщательно соприкасающиеся поверхности пластин ни были обработаны, на них всегда будут иметь место микроскопические бугорки и впадины (действительная поверхность соприкосновения).

Таким образом, действительная площадь соприкосновения будет значительно меньше кажущейся. Пластины будут, как принято говорить, соприкасаться в нескольких точках. На самом деле это будут не точки, в математическом смысле, а некоторые площадки, размеры которых определяются силой, сжимающей пластины, и сопротивлением материала пластин смятию.

В зоне перехода тока из одного тела в другое имеется электрическое сопротивление, которое получило название переходного сопротивления контакта .

Переходное сопротивление больше сопротивления проводов. Основные факторы, влияющие на переходное сопротивление контакта:

• качество обработки контактной поверхности и ее состояния, т. е. загрязнения, окисления;

• свойства материала контактов ;

• сила нажатия на контакты.

Переходное сопротивление чрезвычайно чувствительно к состоянию контактной поверхности, в особенности — к ее окислению . Это вполне понятно, потому что окислы многих проводниковых материалов сами не являются проводниками и появление таких окислов на контактных поверхностях ведет к резкому увеличению переходного сопротивления контакта.

Специальные опыты, поставленные в этом направлении, показали, что если измерить переходное сопротивление контакта при чистых соприкасающихся поверхностях, затем разъединить поверхности и оставить их некоторое время на воздухе, то переходное сопротивление этих контактов увеличивается а десятки, сотни и даже тысячи раз. При этом и алюминиевые и медные контакты особенно резко увеличивают свое переходное сопротивление.

В подобных опытах играет большую роль давление на контакты, при котором происходят изменения переходного сопротивления, потому что при повторной сборке контакта плохо проводящая ток пленка может быть в известной степени разрушена и увеличение переходного сопротивления будет меньше.

Если контакты продержать на воздухе в собранном виде, то доступ воздуха к контактным поверхностям будет затруднен и увеличение переходного сопротивления будет уже значительно меньшим (в 10 — 100 раз в зависимости от материала и степени сжатия).

Переходное сопротивление контакта зависит от температуры таким же образом, как и сопротивление металлических проводников, только температурный коэффициент для переходного сопротивления имеет другое значение.

Однако, это верно только для чистых поверхностей. Практически же температура контакта сильно сказывается на величине его переходного сопротивления, так как развитие окислов с увеличением температуры весьма возрастает. Поэтому температура контактных соединений не должна быть выше определенных допустимых величин.

Контакты являются одной их основной причин возгораний электропроводки:

Почему плохой контакт это главная причина пожаров

Часто для соединения проводов в электромонтаже неграмотные электрики используют голые нефиксированные скрутки. Правилами это запрещено. Почему? Об этом рассказано здесь: Почему запрещены скрутки проводов

С увеличением величины рабочего тока необходимо увеличивать внешнюю поверхность контакта. Это необходимо делать потому, что с увеличением тока, при прочих равных условиях, потери в месте контакта возрастают и для отвода тепла от контакта с подлежащей эффективностью необходимо увеличить охлаждающую поверхность контактного соединения.

Для контактов в электрических аппаратах применяются различные материалы и изложенное в той или иной степени относится к каждому из них. Однако, имеется исключение — серебро.

Окислы серебра имеют электропроводность того же порядка, что и чистое серебро. Поэтому серебряные контакты не меняют своих свойств с окислением, в тех случаях, когда требуется избежать влияния плохопроводящих ток окислов, применяются серебряные контакты (сплошные или в виде накладок на контакты из других металлов).

Контакты электрических аппартов могут искрить в процессе работы:

Причины возникновения и способы устранения искрения контактов реле и пускателей

Главная причина износа контактных соединений в электрических аппаратах — дуга и ее температура. Износ контактов тем больше, чем больше ток, текущий через контакты.

Износ контактов должен увеличиваться вместе с увеличением времени горения дуги и все факторы, направленные к уменьшению времени горения дуги, уменьшают износ контактов. Если основание дуги будет перемещаться по поверхности контактов, то износ их будет меньше, так как действие температуры дуги будет сглажено.

Совершенно очевидно, что материал контактов также играет свою роль и что износ контактов тем больше, чем больше число отключений.

Техническое обслуживание и ремонт электрических аппаратов:

Эксплуатация и ремонт электромагнитных реле

Эксплуатация и ремонт электромагнитных пускателей

С целью снижения вредного влияния окислов контактные поверхности рекомендуется лудить. Хотя медный контакт с лужеными поверхностями имеет большее переходное сопротивление, чем не луженый, но луженая поверхность значительно меньше окисляется и переходное сопротивление у него получается более постоянным и устойчивым.

Перед скреплением двух поверхностей их необходимо тщательно зачистить и покрыть смазкой (например вазелином).

Правильные способы создания надежных соединений жил проводов и кабелей, позволяющие обеспечить стабильное во времени переходное контактное сопротивление описаны здесь:

Как учили соединять провода и что писали про скрутки в старых электротехнических книгах

Способы соединения проводов: от скруток до пайки

Соединение проводов опрессовкой

Соединение проводов сваркой

Клеммники Wago: виды, характеристики, как выбрать и как правильно пользоваться