電気接点に使用される材料の選択

電気接点に使用される材料は、電気機器や設備の性能において重要な役割を果たします。したがって、適切な電気接点材料を選択することは非常に重要です。特定の用途での電気接点の成功した動作は、様々な要因の関数です。適切な電気接点材料を選択する際には、多くの要因を考慮する必要があります。以下に最も重要ないくつかの要因を示します。

接触力
接触抵抗は、接触が閉じている状態で適用される力によって決まります。接触力が増加すると、接触面積も増加する必要があります。この接触力は、曲面接触の場合よりも平面接触の場合の方が効果的です。この接触力は、1グラムから1キログラムまで変動します。電気接点に使用される材料は、この接触力を耐えることができるものでなければなりません。

電圧と電流
接触の性能は、電圧と電流に関連しています。これらの接触は、操作中に作動し、切断する必要があります。
直流供給で使用される接触は、一方の接触面からもう一方の接触面へ材料が移動します。これにより、一方の接触には突起が形成され、もう一方の接触には穴や凹みが形成されます。材料の移動方向（正から負またはその逆）は、材料によって形成されたイオンの極性によって決まります。

接触抵抗
ほとんどの電気接点の主な機能は電流を伝導することです。したがって、電気接点は非常に小さな接触抵抗を持つ必要があり、特に低電圧レーティングの場合、接触間の不要な電圧降下を避ける必要があります。接触抵抗は、接触材料の抵抗と接触間の抵抗から成ります。接触材料の抵抗は、インターフェースの抵抗よりも非常に低いです。接触のインターフェース表面は平らです。すべての平らな表面にはいくつかの小さな突起があります。

これらの小さな突起は、インターフェース表面が触れ合う領域を制限します。そのため、電流が通過する有効な領域は、インターフェース表面の総面積よりも非常に小さいです。これは、接触インターフェースの抵抗が非常に高いことを意味します。この接触抵抗を減らすためには、可能な限り滑らかにインターフェース表面を作り、触れ合う領域を増やす必要があります。
接触抵抗は、接触材料の酸化によって形成される化学物質による汚染によって変動します。接触材料の酸化は、電気接点に関連する主要な問題です。電気接点の動作中に、電弧放電により接触が熱され、侵食されます。これにより、接触材料は酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硫化物などの化学物質を形成します。これらの化学物質は接触表面に薄い膜を形成し、これらは非導体であり、接触抵抗を増大させます。

腐食抵抗性
電気接点の材料を選択する際には、材料が動作温度で高い腐食抵抗性を持ち、電弧放電中に酸化しないようにすることが重要です。それ以外の場合、酸化により形成される酸化物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硫化物などが接触表面に非導体の薄い膜を形成し、接触抵抗が増大します。

粘着性または溶接性
高電流回路で使用される電気接点の動作中、電弧放電により非常に高い温度が発生します。この高温では、接触が接着または溶接される可能性があります。したがって、電気接点の材料を選択する際には、材料がこの高温に耐え、溶接しないようにすることが重要です。

電弧消滅特性
電気接点の動作中、電弧が発生します。電気接点の成功した動作のために、この電弧はできるだけ早く消滅させる必要があります。したがって、電気接点の材料を選択する際には、材料が電弧消滅を助けるような特性を持っていることが重要です。

高い電気伝導率
電気接点の全抵抗は、スイッチ損失を減らすために可能な限り小さくする必要があります。したがって、電気接点に選択される材料は、高い電気伝導率を持つ必要があります。

高い熱伝導率
高電流回路で使用される電気接点の動作中、電弧放電により非常に高い温度の熱が発生します。この熱が接触表面に集中しないようにするために、この熱は接触を通じて大気中に放出される必要があります。したがって、電気接点に使用される材料は、高い熱伝導率を持つ必要があります。

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