廣告
電接觸的點、線、面，哪個才是“最優(yōu)”選擇？
電接觸基本理論
日常工作中，我們經(jīng)常提到“點接觸”，“線接觸”以及“面接觸“，如下圖1所示：
圖1：a) 點接觸、b)線接觸 和 c)面接觸，以及各接觸類型的表觀接觸面積
我們習慣通過表觀接觸面積來評判載流能力，并預測“面接觸”優(yōu)于“線接觸”，而“線接觸”優(yōu)于“點接觸”，那么這個觀點是正確的嗎？
將從基本理論角度來解答這個問題。
我們把兩個金屬端子壓在一起，也許會覺得它沒有啥可以研究的，就只是兩個導體接觸在一起而已。
但是當對接觸面進行高倍數(shù)放大，情況就會變得不同。因為所有導體都有特定的表面粗糙度，并不平滑，接觸面其實是許多微觀接觸點的拼湊（如圖2所示）。
圖2：微觀接觸面示意圖
總之，我們觀察得越仔細，電接觸這門學科就越令人興奮！
若我們以同樣的視角來觀察連接器公母端子接觸對，也會有相同的結(jié)論。如圖3所示。
圖3：連接器端子微觀接觸面示意圖
這些微觀接觸點（圖 4）是電流在接觸面中的收縮路徑，也是產(chǎn)生接觸電阻（收縮電阻）的根本原因（請注意，“收縮電阻”是一個純粹的幾何效應）。
因此，若想通過更大的電流，我們需要增加微觀接觸點的個數(shù)，優(yōu)化它們的分布以及增加單個微觀接觸點的面積。
圖 4：電流通過微觀接觸點
現(xiàn)在我們來做一個試驗，將圖2中的兩塊金屬壓到一起，施加一個較小的正向壓力，此刻因為金屬的粗糙度，少部分零散微觀觸點開始接觸，如圖5所示，此零散微觀觸點決定了接觸電阻。
圖5：力F作用下微觀觸點分布
隨著力繼續(xù)增大，之前的接觸點繼續(xù)受壓變形，接觸面積增大，此外新的微觀觸點產(chǎn)生，部分微觀觸點開始連成小片，形成一個小的表觀接觸面，如圖6所示。
圖6：力3F作用下微觀觸點分布
隨著力繼續(xù)增大，微觀接觸點繼續(xù)增多，布滿表觀接觸區(qū)域，如圖7所示，此刻所有微觀接觸點拼湊成了一個較大的表觀接觸區(qū)，該表觀接觸區(qū)決定了接觸電阻。
圖7：力6F作用下微觀觸點分布
將此3個步驟，繪制于一張圖中，如圖8所示。
圖中可以看出，接觸電阻隨著接觸壓力的增加而減小，并進入飽和狀態(tài)。如果進一步增加接觸壓力，接觸電阻也不會降低。
但是，端子的對配力以及表面鍍層的磨損會增加，從而減少壽命次數(shù)，從設計角度，這是不可取的。
圖8：接觸電阻和接觸壓力的關(guān)系
現(xiàn)在我們可以回答一開始的問題，即“面接觸”>“線接觸”> “點接觸”的關(guān)系成立嗎？根據(jù)圖8中的公式：
接觸電阻主要由材料電阻率，材料硬度H，以及正向壓力F決定，而和“面接觸”、“線接觸”或者“點接觸”并不是顯性關(guān)系。
因此，從連接器“小型化”（材料利用率）考慮，優(yōu)先選擇“線接觸”，其次是“點接觸”。
借此機會，還想與大家分享幾個羅森伯格的電接觸設計種類，如下圖所示。感謝您對羅森伯格產(chǎn)品和技術(shù)的關(guān)注。
參考文獻：
- Endres, H., 2021. Praxishandbuch Steckverbinder. 2nd ed. Würzburg: Vogel Business Media.
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
“汽車爬坡試驗方法”將有國家標準
2026-03-03 12:44
-
十年耐久監(jiān)管時代：電池系統(tǒng)開發(fā)策略將如何
2026-03-03 12:44
-
聯(lián)合國法規(guī)R59對機動車備用消聲系統(tǒng)的工程
2026-03-03 12:08
-
聯(lián)合國法規(guī)R58對后下部防護裝置的工程化約
2026-03-03 12:07
-
聯(lián)合國法規(guī)R57對摩托車前照燈配光性能的工
2026-03-03 12:07
