Проектирование переключателя для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока низкой частоты (стр. 2 из 2)
Для обеспечения оптимальных контактных свойств используем электролитическое покрытие серебром (Ag).
Серебро обладает высокой электро- и теплопроводностью, хорошими технологическими свойствами. Технически чистое серебро содержит 99,99% Ag, остальное примеси, которые заметно снижают электропроводность. Недостатком серебра является его нестойкость к сероводороду, присутствующему в атмосфере больших городов и болотистых местностей. Однако окисление серебра под действием сероводорода образует столь тонкую пленку, что она легко разрушается трением при соединении и разъединении контактов.
3.2 Электрический и конструктивный расчет кнопки
3.2.1 Определение контактного усилия и переходного сопротивления
После выбора материала определяют необходимое контактное усилие Fk,которое определяется по формуле (3.1) согласно известной методики[5]:
(3.1)где Е – модуль упругости (кгс/мм
); 
h 
–высота выступов;- приведенные удельные сопротивления материалов, из которых выполнены контактные элементы;
, 
- удельное электрическое сопротивление материалов контактных элементов для серебра и бронзы соответственно. 
- коэффициент Пуассона;RП – контактное переходное сопротивление
При расчете контактных усилий рекомендуется исходить из максимально допустимого падения напряжения U
(В) на контакте, при котором температура последнего достигает такого значения , когда его механические свойства начинают резко падать. Опытное значение величины падения напряжения [4] для серебра равно U =0,8-0,1(В).Определим допустимое падение напряжения на контакте по формуле:
U
= 
; (3.2)Получим
U
= 
=0,03В.Зная величину максимального тока I
=4A, проходящую через контакт определим величину контактного переходного сопротивления RП согласно[2]: 
(3.3)Имеем
R
= 
Ом;Подставив рассчитанные данные в формулу (3.1) получим:
.Таблица 3.1 – Основные характеристики материалов
| Марка материала | r, мкОм×см | Е, кгс/мм2 | HB |  ,мкм | m |
| Бронза БрБ2 | 7 | 1,25×104 | 25 | 0,05 | 0,3 |
| Серебро(Ag) | 1,6 | 1×104 | _ | 0,05 | 0,3 |
3.2.2 Определение температуры локального перегрева
Определим температуру локального перегрева исходя из формулы(3.4).
, (3.4)где r – удельное электрическое сопротивление тела контакта;
l – теплопроводность материала контактов;
Rп – переходное сопротивление;
I – ток проходящий через контакт.
Таблица 3.2 – Исходные данные для теплового расчета
| Материал | r, мкОм×см | I, А | Rп, Ом | λ, Вт/мм∙°С |
| Бронза БрБ2 | 7 | 4 | 0,0075 | 0,84 |
| Серебро(Ag) | 1,6 | 4 | 0,0075 | 4,18 |
Оценим температуру локального перегрева для бронзы БрБ2:
(°С).Оценим температуру локального перегрева для серебра :
(°С).Полученные значения перегрева обеспечивают значительную температурную стабильность контакта, т.е. протекающий ток не вызывает изменение параметров перехода.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте, согласно требованиям технического задания, был спроектирована кнопка ,предназначенная для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока низкой частоты .
В ходе выполнения проекта произведены: выбор конструкционных материалов, необходимые расчеты конструктивных, электрических, механических и тепловых параметров изделия. Конструкция отработана на технологичность с учетом ее предполагаемого выпуска в условиях мелкосерийного производства.
Достоинствами конструкции разработанной кнопки являются – малые габариты, хорошие электрические характеристики, технологичность и относительная простота. Изделие имеет хорошие экономические показатели, т.к. имеет низкую себестоимость (в конструкции нет дорогостоящих материалов).
Спроектированная конструкция кнопки полностью отвечает требованиям технического задания и современным требованиям к подобного класса функциональным элементам.
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
2. Рычина Т.А. Электрорадиоэлементы. – М.: Сов. радио, 1979.-336 с.
3. Белоусов А.К. Электрические разъёмные контакты в радиоэлектронной аппаратуре. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Энергия, 2005.
4. А.Л.Харинский .Основы конструирования элементов радиоаппаратуры.Изд.2-е перераб. и доп.-Л.:Энергия,2001. – 464с.
5. Свитенко В.Н. Электрорадиоэлементы: Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов по спец. "Конструирование и производство РЭА". – М.: Высш. шк., 2007. – 207 с.
6. Левин А.П. Контакты электрических соединителей радиоэлектронной аппаратуры (расчёт и конструирование). - М.: "Сов. Радио", 1972. - 216 с.
7.Мальков М.Н.,Свитенко В.Н.Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы: Конспекты лекций.Часть II.-Х: ХИРЭ,
1992. – с.