contact électrique

Les contacts peuvent être fabriqués à partir d'une grande variété de matériaux. Les matériaux typiques comprennent :

• alliages d'argent
• Or
• Métaux du groupe du platine
• Carbone
• Cuivre

Lorsque les contacts d'un relais s'ouvrent pour interrompre un courant élevé avec une charge inductive , une surtension se produit, amorçant un arc électrique entre les contacts. Si la tension est suffisamment élevée, un arc peut se former même sans charge inductive. Quelle que soit sa formation, l'arc persiste jusqu'à ce que le courant qui le traverse devienne trop faible pour le maintenir. L'amorçage d'un arc électrique endommage les contacts électriques et, s'il se prolonge, il peut empêcher les contacts ouverts de couper l'alimentation du système contrôlé.

Dans les systèmes à courant alternatif , où le courant passe par zéro deux fois par cycle, tous les arcs électriques, sauf les plus énergétiques, s'éteignent au passage par zéro. Le problème est plus marqué en courant continu , où de tels passages par zéro n'ont pas lieu. C'est pourquoi les contacts conçus pour une tension donnée en commutation de courant alternatif ont souvent une tension nominale inférieure en courant continu.

Ragnar Holm a grandement contribué à la théorie et à l'application des contacts électriques.

Les surfaces macroscopiquement lisses et propres sont microscopiquement rugueuses et, à l'air libre, contaminées par des oxydes, de la vapeur d'eau adsorbée et des polluants atmosphériques. Lorsque deux contacts électriques métalliques entrent en contact, la surface de contact métal-métal est faible comparée à la surface totale de contact physique. En théorie des contacts électriques, la zone relativement petite où circule le courant électrique entre deux contacts est appelée « point a », où « a » signifie aspérité . Si ce point a est considéré comme une surface circulaire et que la résistivité du métal est homogène, alors le courant et la tension dans le conducteur métallique présentent une symétrie sphérique et un calcul simple permet de relier la taille du point a à la résistance de l'interface de contact électrique. En cas de contact métal-métal entre les contacts électriques, la résistance de contact électrique (RCE), par opposition à la résistance volumique du métal de contact, est principalement due à la constriction du courant à travers une très petite surface : le point a. Pour les points de contact dont le rayon est inférieur au libre parcours moyen des électrons…de résistance de Sharvin . La force ou la pression de contact augmente la taille du point a, ce qui diminue la résistance de constriction et la résistance de contact électrique. Lorsque la taille des aspérités en contact devient supérieure au libre parcours moyen des électrons, les contacts de type Holm deviennent le mécanisme de transport dominant, ce qui entraîne une résistance de contact relativement faible.

L'Association nationale des fabricants de relais et son successeur, l'Association de l'industrie des relais et des commutateurs, définissent 23 formes distinctes de contact électrique que l'on retrouve dans les relais et les commutateurs.

Un normalement fermé (La paire de contacts NC est fermée (dans un état conducteur) lorsqu'elle, ou le dispositif qui la commande, est dans un état déconnecté ou dans un état relâché.

Un normalement ouvert (La paire de contacts NO est ouverte (dans un état non conducteur) lorsqu'elle, ou le dispositif qui la fait fonctionner, est dans un état déconnecté ou dans un état relâché.

Les contacts de type A (« contacts de fermeture ») sont des contacts normalement ouverts . Ils restent ouverts en l’ absence de force d’excitation (aimant ou solénoïde de relais) . En présence de cette force, le contact se ferme. On peut également les désigner par la notation SPST -NO .

Les contacts de type C (contacts inverseurs ou de transfert) sont composés d'une paire de contacts normalement fermés et d'une paire de contacts normalement ouverts, actionnés par le même dispositif. Une connexion électrique commune existe entre les contacts de chaque paire, ce qui réduit le nombre de bornes de connexion à trois. Ces bornes sont généralement désignées par les abréviations suivantes : normalement ouvert , commun et normalement fermé ( NO-C-NC ). Une autre notation pour les contacts de type C est SPDT .

Ces contacts sont assez fréquemment rencontrés dans les interrupteurs et relais électriques, car l'élément de contact commun offre une méthode mécaniquement économique pour fournir un nombre de contacts plus élevé.

La forme E est une combinaison des formes D et B.

Les contacts de type X , ou contacts à double fermeture, sont équivalents à deux contacts de type A en série, reliés mécaniquement et actionnés par un seul actionneur ; ils peuvent également être décrits comme des contacts SPST-NO . On les trouve couramment dans les contacteurs et les interrupteurs à bascule conçus pour gérer des charges inductives de forte puissance.

Les contacts de type Z, ou contacts à double fermeture et double interruption, sont comparables aux contacts de type C , mais ils possèdent presque toujours quatre connexions externes : deux pour le chemin normalement ouvert et deux pour le chemin normalement fermé. Comme pour les types X et Y , les deux chemins de courant impliquent deux contacts en série, reliés mécaniquement et actionnés par un seul actionneur. On parle alors également de contact SPDT .

Lorsqu'un interrupteur comporte des contacts normalement ouverts (NO) et normalement fermés (NF), l'ordre de leur fermeture et de leur ouverture peut être important. Dans la plupart des cas, la règle est « ouverture avant fermeture » ​​( OAF ) ; autrement dit, les contacts NO et NF ne sont jamais fermés simultanément lors de la transition entre deux états. Ce n'est toutefois pas toujours le cas : les contacts de type C suivent cette règle, tandis que les contacts de type D, par ailleurs équivalents , suivent la règle inverse (ouverture avant fermeture). La configuration moins fréquente, où les contacts NO et NF sont fermés simultanément lors de la transition, est appelée « ouverture avant fermeture » ​​( OAF) .