完美的電接觸，材料特性、壓力和尺寸對接觸電阻的影響
固定觸點在大多數情況下是通過電線的機械連接來實現的，並且可以通過直接連接電線（例如，變電站中的總線）或通過中間設備 - 夾子和端子來進行連接。
機械形成的觸點稱為 收緊它們可以在不影響其各個部件的情況下進行組裝或拆卸。除了夾緊觸點外，還有通過焊接或焊接連接的導線獲得的固定觸點。我們稱這樣的接觸 全金屬，因為它們沒有劃定兩條線的物理邊界。
觸點在運行中的可靠性、電阻的穩定性、沒有過熱和其他干擾，決定了整個裝置或有觸點的線路的正常運行。
所謂理想的接觸必須滿足兩個主要要求：
- 接觸電阻必須等於或小於相同長度的一段導體的電阻；
- 額定電流的接觸發熱必須等於或小於相應截面導線的發熱。
1913 年，Harris 制定了四個管理電接觸的定律（Harris F.，Resistance of Electrical Contacts）：
1. 在所有其他條件相同的情況下，觸點中的電壓降與電流成正比增加。換句話說，兩種材料之間的接觸表現為電阻。
2. 如果觸點表面的狀況沒有影響，則觸點兩端的電壓降與壓力成反比。
3、不同材料之間的接觸電阻取決於它們的比電阻。低電阻率材料也具有低接觸電阻。
4.觸點的電阻不取決於它們面積的大小，而只取決於觸點中的總壓力。
接觸面的大小由以下因素決定：接觸面的傳熱條件和耐腐蝕性，因為與大接觸面相比，小接觸面更容易被大氣中腐蝕劑的滲透破壞接觸面。
因此，在設計夾緊觸點時，需要知道接觸面的壓力、電流密度和尺寸的規範，以確保符合理想接觸的要求，並且根據材料、表面處理和触點的不同而有所不同設計。
接觸電阻受以下材料特性影響：
1.材料的特定電阻。
接觸電阻越高，接觸材料的比電阻就越高。
2.材料的硬度或抗壓強度。 較軟的材料更容易變形並更快地建立接觸點，因此在較低壓力下電阻較小。從這個意義上講，用較軟的金屬覆蓋硬金屬是有用的：銅和黃銅用錫，鐵用錫或鎘。
3.熱膨脹係數 還必須考慮到，由於觸點和螺栓等材料之間的差異，可能會出現應力增加，導致觸點較弱部分發生塑性變形，並隨著溫度的降低而損壞.
接觸電阻的大小由點觸點的數量和尺寸決定，並且（在不同程度上）取決於觸點的材料、接觸壓力、接觸表面的處理和接觸表面的尺寸。
在 短路 由於螺栓材料和接觸件的熱膨脹係數不均勻，觸點中的溫度可能會升高很多，因此可能會出現超過材料彈性極限的應力。
這將導致鬆動和失去接觸緊密性。因此，在計算時，有必要檢查由短路電流引起的觸點中的附加機械應力。
銅在室溫 (20 — 30 °) 下開始在空氣中氧化。生成的氧化膜由於其厚度小，不會對接觸的形成造成特別的障礙，因為當接觸被壓縮時它會被破壞。
例如，裝配前暴露在空氣中一個月的觸點顯示出的電阻僅比新製作的觸點高 10%。銅的強烈氧化在 70° 以上的溫度開始。觸點在 100° 下保持約 1 小時，電阻增加了 50 倍。
溫度升高會顯著加速觸點的氧化和腐蝕，因為觸點中的氣體擴散速度加快，腐蝕性物質的反應性增加。加熱和冷卻的交替促進接觸中氣體的滲透。
還確定在電流長時間加熱觸點期間，觀察到它們的溫度和電阻發生週期性變化。這種現象可以用連續的過程來解釋：
- 銅氧化成 CuO 並增加電阻和溫度；
- 缺乏空氣，從 CuO 轉變為 Cu2O，電阻和溫度降低（Cu2O 的導電性優於 CuO）；
- 空氣進入增加，新的 CuO 形成，電阻和溫度增加等。
由於氧化層逐漸變厚，最終觀察到接觸電阻增加。
大氣中二氧化硫、硫化氫、氨氣、氯氣和酸蒸氣的存在對與銅接觸的影響要大得多。
在空氣中，鋁很快就會被一層薄薄的高抗氧化膜覆蓋。在不去除氧化膜的情況下使用鋁觸點會產生高接觸電阻。
在常溫下只能通過機械方式去除薄膜，接觸面的清潔必須在一層凡士林下進行，以防止空氣進入清潔後的表面。以這種方式處理的鋁觸點具有較低的接觸電阻。
為了改善接觸和防止腐蝕，接觸表面通常用凡士林清潔鋁和錫清潔銅。
在設計用於連接鋁線的夾具時，有必要考慮到鋁隨時間“收縮”的特性，從而導致接觸減弱。考慮到鋁線的這一特性，可以使用帶彈簧的特殊端子，從而始終保持連接所需的接觸壓力。
接觸壓力是影響接觸電阻的最重要因素。 實際上，接觸電阻主要取決於接觸壓力，並且在較小程度上取決於接觸表面的處理或尺寸。
接觸壓力的增加導致：
- 降低接觸電阻：
- 減少損失；
- 接觸面緊密結合，減少觸點氧化，從而使連接更穩定。
在實踐中，通常使用歸一化接觸壓力，從而實現接觸電阻穩定性。這樣的最佳接觸壓力值對於不同的金屬和接觸面的不同狀態是不同的。
整個表面的接觸密度起著重要作用，為此無論接觸表面的大小如何，都必須保持特定的壓力標準。
接觸表面的處理必須確保去除異物薄膜，並在表面接觸時提供最大的點接觸。
用較軟的金屬（例如鍍錫銅或鐵觸點）覆蓋接觸表面，可以更容易地在較低壓力下實現良好接觸。
對於鋁觸點，最好的處理方法是在凡士林下用砂紙打磨接觸面。凡士林是必需的，因為空氣中的鋁很快就會被氧化膜覆蓋，而凡士林可以防止空氣到達受保護的接觸表面。
許多作者認為，接觸電阻僅取決於接觸中的總壓力，而不取決於接觸面的大小。
這可以想像，例如，隨著接觸面的減少，由於接觸點數量的減少而導致的接觸電阻的增加被由於比值的增加而變平而導致的電阻的減少所補償。接觸壓力。
兩個相反方向的過程的這種相互補償只能在特殊情況下發生。許多實驗表明，隨著接觸長度的減小和總壓力恆定，接觸電阻會增加。
通過減半的接觸長度，可以在更高的壓力下實現電阻穩定性。
觸點材料的以下特性有助於降低給定電流密度下的觸點發熱：低電阻、高熱容量和導熱性，以及觸點外表面的高散熱能力。
不同金屬製成的觸點腐蝕比相同金屬製成的觸點腐蝕嚴重得多，此時會形成電化學宏電偶（金屬A—濕膜—金屬B），即原電池。在這裡，與微腐蝕的情況一樣，其中一個電極將被破壞，即由次貴金屬（陽極）組成的接觸部分。
實際上，可能存在由不同金屬組成的連接線的情況，例如，銅和鋁。這種觸點在沒有特殊保護的情況下會腐蝕不太貴重的金屬，即鋁。事實上，鋁與銅接觸具有很強的腐蝕性，因此銅與鋁之間的直接接觸是不允許的。