Seleção de Materiais Utilizados para Contatos Elétricos

Materiais utilizados para Contatos Elétricos, desempenham um papel importante no desempenho de máquinas e equipamentos elétricos. Portanto, torna-se bastante importante selecionar um material adequado para contatos elétricos. O funcionamento bem-sucedido dos contatos elétricos para uma aplicação específica é uma função de vários fatores. Ao selecionar um material adequado para contato elétrico, temos que considerar muitos fatores. Alguns dos fatores mais importantes estão listados abaixo –

Força de Contato
A resistência de um par de contatos depende da força aplicada durante a posição fechada dos contatos. Conforme a força de contato, os contatos têm que suportar durante a operação, aumenta a área de contato necessária das superfícies de contato. Esta força de contato é muito eficaz no caso de contatos com superfície curva em comparação com contatos com superfície plana. Esta força de contato pode variar de uma fração de 1 g a 1 kg. O material usado para o contato elétrico deve ser capaz de suportar esta força de contato.

Voltagem e Corrente
O desempenho dos contatos está relacionado à voltagem e corrente, que os contatos devem fazer e quebrar durante sua operação.
Os contatos usados em fornecimento DC estão sujeitos à transferência de material do rosto de um contato para o rosto do contato que está fazendo a ligação. Isso resulta em um montículo em um contato e um buraco ou cratera na face do contato que está fazendo a ligação. A direção da transferência de material, seja do positivo para o negativo ou vice-versa, depende da polaridade dos íons formados pelo material.

Resistência de Contato
A função primária de quase todos os contatos elétricos é conduzir a corrente elétrica. Portanto, o contato elétrico deve possuir uma resistência de contato muito pequena, para evitar a queda indesejada de tensão através do contato, especialmente no caso de baixa tensão. A resistência de contato consiste na resistência do material de contato e na resistência da interface entre os contatos. A resistência do material de contato é muito baixa em comparação com a resistência da interface. As superfícies de interface dos contatos são planas. Cada superfície plana possui várias pequenas projeções.

Esses pequenos pontos de projeção restringem a área de superfícies de interface que tocam a outra. Devido a isso, a área efetiva na interface através da qual a corrente passa é muito pequena em comparação com a área bruta das superfícies de interface. Devido a isso, a resistência na interface de contato é muito alta. Para reduzir essa resistência de contato, é necessário tornar as superfícies de interface o mais lisas possível para aumentar a área de superfícies de interface que tocam a outra.
A resistência de contato pode variar com a contaminação da superfície de interface com compostos químicos formados pela oxidação do material de contato. A oxidação do material de contato é um problema importante associado ao contato elétrico. Durante a operação dos contatos elétricos, o arco elétrico resulta no aquecimento e erosão dos contatos. Devido a isso, o material de contato forma alguns compostos químicos, como óxidos, carbonatos, cloruros, sulfatos e sulfetos, etc. Esses compostos químicos formam uma camada fina de filme nas superfícies dos contatos. Esses compostos químicos são não condutores por natureza, o que resulta em aumento da resistência de contato.

Resistência à Corrosão
No momento da seleção de material para contatos elétricos, devemos ter em mente que o material deve possuir alta resistência à corrosão na temperatura de operação e deve estar livre de oxidação durante o arco. Caso contrário, os óxidos, carbonatos, cloruros, sulfatos e sulfetos, etc., formados durante a oxidação, podem criar uma camada fina de filme não condutora nas superfícies dos contatos, o que resulta em aumento da resistência de contato.

Aderência ou Soldabilidade
Durante a operação de contatos elétricos, que são usados em circuitos de alta corrente, o arco desenvolve uma temperatura muito alta. Nesta alta temperatura, há chances de que os contatos possam grudar ou se soldarem uns aos outros. Portanto, ao selecionar o material para contatos elétricos, devemos ter em mente que o material deve ser capaz de suportar esta alta temperatura e não se soldar.

Propriedade de Extinção de Arco
Durante a operação de contatos elétricos, o arco é desenvolvido. Para o funcionamento bem-sucedido dos contatos elétricos, este arco deve ser extinto o mais cedo possível. Portanto, ao selecionar o material para contatos elétricos, devemos ter em mente que o material deve possuir tal propriedade que ajude na extinção do arco.

Alta Condutividade Elétrica
A resistência total dos contatos elétricos deve ser o menor possível para reduzir as perdas de comutação. Portanto, o material selecionado para contatos elétricos deve possuir alta condutividade elétrica.

Alta Condutividade Térmica
Durante a operação de contatos elétricos, que são usados em circuitos de alta corrente, o arco desenvolve calor em temperatura muito alta. Para evitar a concentração deste calor na superfície de contato, este calor deve ser conduzido pelos contatos e dissipado na atmosfera. Portanto, material utilizado para contatos elétricos deve possuir alta condutividade térmica.

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