触头接触电阻的问题分析和解决方法

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：如果将一段导体于截断后再对接好，则在测量其电阻时将发现电阻增量，电阻增量是因两截导体接触时产生的，故称为接触电阻，以Rj表示。箍缩效应是指等离子体电流与其自身产生的磁场相互作用，使等离子体电流通道收缩、变细的效应。电动斥力和附加斥力均将使实际接触面进一步缩小。因此，束流现象将引起称为束流电阻Rb的电阻增量。它是确定接触电阻的决定性因素。图3-25接触电阻与接触压力的关系表面状况。

如果将一段导体于截断后再对接好，则在测量其电阻时将发现电阻增量，电阻增量是因两截导体接触时产生的，故称为接触电阻，以Rj表示。

两互相接触的导体间的电导是在接触压力Fj作用下形成的，该压力使导体彼此紧压并以恒定的面积互相接触。实验表明，导体接触处的整个面积只是视在面积，真正接触着的是离散性的若干个被称为a斑点的小点。这种斑点的面积仅为视在面积的很小部分。就是a斑点本身也只有一小部分是纯金属接触区，其余部分是受污染的准金属接触区和覆盖着绝缘膜的不导电接触区。因此，实际的金属导体接触面非常小。

实际接触面缩小到局限于少量的a斑点引起了束流现象，即电流线收缩现象。它的出现总是伴随着与接触压力反向的电动斥力，即

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以及由箍缩效应导致的附加斥力为

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式中：I——通过束流区的电流；

　　 r0——束流区的半径；

　　 r（θ）——接触面半径，它是该处温度θ的函数。

箍缩效应是指等离子体电流与其自身产生的磁场相互作用，使等离子体电流通道收缩、变细的效应。大电流通过其所引起的磁场时受到对流动电子施加的力，这种力企图将流动电子推向电流轴心。如果导体是流体（如离子或液态金属），就产生了收缩现象，即箍缩效应。

电动斥力和附加斥力均将使实际接触面进一步缩小。因此，束流现象将引起称为束流电阻Rb的电阻增量。由于r0和rθ（）及a斑点均为随机量，故束流电阻迄今仍难以通过解析方式计算。

接触面暴露在大气中会导致表面膜层产生，它包含尘埃膜、化学吸附膜、无机膜和有机膜。尘埃膜由灰尘、织物纤维、介质中的杂质和放电产生的含碳微粒形成，它易生成也易脱落。化学吸附膜由气体分子和水分子吸附在接触面上形成，其厚度与电子固有波长相近，电子能以一定概率通过它。以上2种膜虽会使接触电阻略增，但一般无害，仅使之欠稳定。无机膜主要是氧化膜及硫化膜，它能使电阻率增大三个数量级（如银的氧化膜）至十几个数量级（银的硫化膜和铜的氧化膜），严重时甚至呈现半导体状态（如氧化亚铜膜）。银的氧化膜温度较高时即可分解，铜的氧化膜要近于其熔点时才能分解，故危害甚大。有机膜由绝缘材料或其他有机物排出的蒸气聚集在接触面上形成。它不导电，击穿强度又高，对接触极有害。但当其厚度不超过5×10-9 m时，尚可借隧道效应导电，否则只能借空穴或电子移动导电，而其电阻亦类同于绝缘电阻。膜层导致的电阻增量称为膜层电阻Rf，其随机性非常大，故更难以解析方式计算。

因此，电接触导致的电阻增量——接触电阻Rj工程上往往以下面的经验公式计算：

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