收縮電阻ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-31 23:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，收縮電阻為： ? ?1， ?2為兩種材料的電阻率。 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 31 aR s 4??aRc 2??aR c 421 ?? ??③ 收縮電阻也可由具有合適邊界條件的 Laplace方程的一個解法計算出來 ? 拉氏方程用于真空中電極 Ac與 A1的靜電電容問題，其邊界條件在數(shù)學上類似于導電媒質(zhì)中的電阻問題。 ? 收縮電阻可由以下公式精確給出 ? ?432 )(1 9 9 9 )(1 5 2 6 )(0 6 3 2 )()2( RaRaRaRaaRc ????? ?2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 32 ? 當 aR時，上式可簡化為 ? 當一個觸點是由兩個不同材料的接觸體組成時，收縮電阻為： ? ?1， ?2為兩種材料的電阻率。 aR c 421 ?? ??2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 33 aRc 2??④ 收縮電阻與 a/R的關(guān)系 ? 收縮電阻 Rc的測量值和理論值在整個 a/R范圍內(nèi)的可靠性。 ? aR ，測量值 Rc→ 理論值 ρ/2a； ? a/R→ 1， a很小的一個變化將會給收縮電阻帶來很大變化。體電阻不可忽略。 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 34 ? Cu電阻率 ρ＝ 108Ωm ? 注意：收縮半徑是 10μm 時的收縮電阻大約是 1 m Ω 。這個值很小，因此，當兩個表面間的電接觸面積不需太大就可以產(chǎn)生一個電阻足夠低的電接觸。 斑點半徑 接觸電阻 102 1 103 10 104 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 35 ⑤ 說明： A. Holm用實驗證明了當導電面 Ab的電位并不處處相等時，即 Ab不是等位面時，對收縮電阻的計算結(jié)果影響很小。 B. 當 Ab面不是圓形而是橢圓形時，只要 ??=a2，收縮電阻的變化也很小。 C. 當導體材料選定時，即 ?一定時， Rc是 a的函數(shù)，a??Rc?，通過計算可知，對于 Cu材料（ ?=?108??mm），當 a＝ 10μm時， Rc?1m?。因此，要想兩接觸體之間有良好的接觸，接觸面并不需很大。 D. 工程上廣泛用來分析和計算清潔接觸面之間的收縮電阻。 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 36 3. 當理想球形與平面接觸時 ? 完全是彈性變形則 ? P：壓力 r：球半徑 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 37 3Pr1 0 Ea ?3Pr2EaR c ?? ??? 若呈塑性變形 ,則為： H：接觸材料的硬度 (N/m2 )； Ab: a斑點的面積 ( m2 ) 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 38 PHaRHPHPaaHHAPcb????25 6 2????????? 若呈彈塑性變形 ,則為： H：接觸材料的硬度 (N/m2 )； Ab: a斑點的面積 ( m2 ) 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 39 PHaRHPHPaaHHAPcb?????????22????????1. 導電斑點尺寸對收縮電阻的影響 ① 收縮電阻的分析結(jié)果是其導電機理與一般金屬導電機理相同條件下得到的結(jié)論。 ② Wexler指出： ? 導電斑點足夠大，電流經(jīng)過收縮區(qū)通過導電斑點是純擴散運動，與金屬導電相同。電流線連續(xù)、平穩(wěn)。 ? 收縮半徑小于接觸介質(zhì)中電子平均自由行程時，電流通過收縮斑點時，不純粹是擴散，收縮邊界上的電子會產(chǎn)生散射，引起附加電阻。 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 40 ③ Knudsen諾申電阻 – 導電斑點尺寸足夠小，電流通過導電斑點產(chǎn)生收縮電阻一般由以下兩個分量組成 – 其中 K=s/a， – s，電子平均自由行程； a，導電斑點半徑。 – Γ(K)，與 K有關(guān)的函數(shù) ? K＝ 0時， Γ(K)＝ 1 ? 0K1時， Rc＝ ρ/2a ? K1時，諾申電阻 4 Kρ/3πa不能忽略。 ? K增大時， Γ(K)緩慢減小為 9π2/128= ? ? KaKaR c ????? ??? 3422022/6/1 第 2章接觸電阻理論 41 2. 導電斑點形狀對收縮電阻的影響 ① 橢圓形的 a斑點 ? 形成條件：接觸體的表面形貌并非各向同性。 ? 以下這些非圓形 aspots主要在電力連接器的接觸表面存在。 ? 橢圓形接觸斑點： Holm指出 長 ﹑ 短半徑分別為 α、 β的橢圓形接觸斑點的擴散電阻（單邊接觸體的收縮電阻）為： 式中， f(?)是形狀參數(shù)； ac是等效的圓形接觸斑點的半徑。 )()4/(),( ???? faR cs ?2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 42 ??? ?? ???usdR02222 ))((2),(????????? f(?) 和 ?的關(guān)系 ? 橢 圓形接觸斑點的收縮電阻為： Rc=2Rs(α,β) 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 43 ② 矩形 a斑點 ? Aichi和 Taharama由實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析后得到矩形斑點的擴散電阻為： ? 上式適合于長寬比 l/w10的情況。 ? w， l為矩形斑點的寬度和長度，單位為 mm。 ? Ab是矩形斑點的面積， Ab＝ wl(mm2)。 ? k是取決于斑點寬度 w的參數(shù)，當 w從 1?10mm時， k從?1。 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 44 ]))() [ (4( 39。 lwwkLAkRbs?? ??kkwlL 439。 ?? ；? 矩形斑點的擴散電阻和面積之間的關(guān)系如圖 ? 矩形斑點的收縮電阻 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 45 sc RR 2?③ 正方形 a斑點 ? Nakamura的嚴密的數(shù)值分析得出，邊長為 2L的正方形斑點的擴散電阻為： ? 當 a=L時， Rs比圓形收縮擴散電阻大 70％。 ? 收縮電阻 2022/6/1 第 2章接觸電阻理論 46 LR s ??sc RR 2?④ 圓環(huán)和正方環(huán)行 a斑點 ? 正方環(huán)形和圓環(huán)形斑點的示意圖 ? 擴散電阻 ? R0
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