完美的电接触，材料特性、压力和尺寸对接触电阻的影响
固定触点在大多数情况下是通过电线的机械连接来实现的，并且可以通过直接连接电线（例如，变电站中的总线）或通过中间设备 - 夹子和端子来进行连接。
机械形成的触点称为 收紧它们可以在不影响其各个部件的情况下进行组装或拆卸。除了夹紧触点外，还有通过焊接或焊接连接的导线获得的固定触点。我们称这样的接触 全金属，因为它们没有划定两条线的物理边界。
触点在运行中的可靠性、电阻的稳定性、没有过热和其他干扰，决定了整个装置或有触点的线路的正常运行。
所谓理想的接触必须满足两个主要要求：
- 接触电阻必须等于或小于相同长度的一段导体的电阻；
- 额定电流的接触发热必须等于或小于相应截面导线的发热。
1913 年，Harris 制定了四个管理电接触的定律（Harris F.，Resistance of Electrical Contacts）：
1. 在所有其他条件相同的情况下，触点中的电压降与电流成正比增加。换句话说，两种材料之间的接触表现为电阻。
2. 如果触点表面的状况没有影响，则触点两端的电压降与压力成反比。
3、不同材料之间的接触电阻取决于它们的比电阻。低电阻率材料也具有低接触电阻。
4.触点的电阻不取决于它们面积的大小，而只取决于触点中的总压力。
接触面的大小由以下因素决定：接触面的传热条件和耐腐蚀性，因为与大接触面相比，小接触面更容易被大气中腐蚀剂的渗透破坏接触面。
因此，在设计夹紧触点时，需要知道接触面的压力、电流密度和尺寸的规范，以确保符合理想接触的要求，并且可以根据材料、表面处理和触点的不同而有所不同设计。
接触电阻受以下材料特性影响：
1.材料的特定电阻。
接触电阻越高，接触材料的比电阻就越高。
2.材料的硬度或抗压强度。 较软的材料更容易变形并更快地建立接触点，因此在较低压力下电阻较小。从这个意义上讲，用较软的金属覆盖硬金属是有用的：铜和黄铜用锡，铁用锡或镉。
3.热膨胀系数 还必须考虑到，由于触点和螺栓等材料之间的差异，可能会出现应力增加，导致触点较弱部分发生塑性变形，并随着温度的降低而损坏.
接触电阻的大小由点触点的数量和尺寸决定，并且（在不同程度上）取决于触点的材料、接触压力、接触表面的处理和接触表面的尺寸。
在 短路 由于螺栓材料和接触件的热膨胀系数不均匀，触点中的温度可能会升高很多，因此可能会出现超过材料弹性极限的应力。
这将导致松动和失去接触紧密性。因此，在计算时，有必要检查由短路电流引起的触点中的附加机械应力。
铜在室温 (20 — 30 °) 下开始在空气中氧化。生成的氧化膜由于其厚度小，不会对接触的形成造成特别的障碍，因为当接触被压缩时它会被破坏。
例如，装配前暴露在空气中一个月的触点显示出的电阻仅比新制作的触点高 10%。铜的强烈氧化在 70° 以上的温度开始。触点在 100° 下保持约 1 小时，电阻增加了 50 倍。
温度升高会显着加速触点的氧化和腐蚀，因为触点中的气体扩散速度加快，腐蚀性物质的反应性增加。加热和冷却的交替促进接触中气体的渗透。
还确定，在电流对触点进行长时间加热的过程中，观察到它们的温度和电阻会发生周期性变化。这种现象可以用连续的过程来解释：
- 铜氧化成 CuO 并增加电阻和温度；
- 缺乏空气，从 CuO 转变为 Cu2O，电阻和温度降低（Cu2O 的导电性优于 CuO）；
- 空气进入增加，新的 CuO 形成，电阻和温度增加等。
由于氧化层逐渐变厚，最终观察到接触电阻增加。
大气中二氧化硫、硫化氢、氨气、氯气和酸蒸气的存在对与铜的接触影响更大。
在空气中，铝很快就会被一层薄薄的高抗氧化膜覆盖。在不去除氧化膜的情况下使用铝触点会产生高接触电阻。
在常温下只能通过机械方式去除薄膜，接触面的清洁必须在一层凡士林下进行，以防止空气进入清洁后的表面。以这种方式处理的铝触点具有较低的接触电阻。
为了改善接触和防止腐蚀，接触表面通常用凡士林清洁铝和锡清洁铜。
在设计用于连接铝线的夹具时，有必要考虑到铝随时间“收缩”的特性，从而导致接触减弱。考虑到铝线的这一特性，可以使用带弹簧的特殊端子，从而始终保持连接所需的接触压力。
接触压力是影响接触电阻的最重要因素。 实际上，接触电阻主要取决于接触压力，并且在较小程度上取决于接触表面的处理或尺寸。
接触压力的增加导致：
- 降低接触电阻：
- 减少损失；
- 接触面紧密结合，减少触点氧化，从而使连接更稳定。
在实践中，通常使用归一化接触压力，从而实现接触电阻稳定性。这样的最佳接触压力值对于不同的金属和接触面的不同状态是不同的。
整个表面的接触密度起着重要作用，为此无论接触表面的大小如何，都必须保持特定的压力标准。
接触表面的处理必须确保去除异物薄膜，并在表面接触时提供最大的点接触。
用较软的金属（例如镀锡铜或铁触点）覆盖接触表面，可以更容易地在较低压力下实现良好接触。
对于铝触点，最好的处理方法是在凡士林下用砂纸打磨接触面。凡士林是必需的，因为空气中的铝很快就会被氧化膜覆盖，而凡士林可以防止空气到达受保护的接触表面。
许多作者认为，接触电阻仅取决于接触中的总压力，而不取决于接触面的大小。
这可以想象，例如，随着接触面的减少，由于接触点数量的减少而导致的接触电阻的增加被由于比值的增加而变平而导致的电阻的减少所补偿。接触压力。
两个相反方向的过程的这种相互补偿只能在特殊情况下发生。许多实验表明，随着接触长度的减小和总压力恒定，接触电阻会增加。
通过减半的接触长度，可以在更高的压力下实现电阻稳定性。
触点材料的以下特性有助于降低给定电流密度下的触点发热：低电阻、高热容量和导热性，以及触点外表面的高散热能力。
不同金属制成的触点腐蚀比相同金属制成的触点腐蚀严重得多，此时会形成电化学宏电偶（金属A—湿膜—金属B），即原电池。在这里，与微腐蚀的情况一样，其中一个电极将被破坏，即由次贵金属（阳极）组成的接触部分。
实际上，可能存在由不同金属组成的连接线的情况，例如，铜和铝。这种触点在没有特殊保护的情况下会腐蚀不太贵重的金属，即铝。事实上，铝与铜接触具有很强的腐蚀性，所以铜与铝接触时不允许直接粘接。