Contatti elettrici, determinazione per utilizzi in corrente continua o alternata

L’energia elettrica può essere trasmessa sotto forma di corrente alternata (AC) o come corrente continua (DC), nel primo caso essa ha una forma stabile nel tempo mentre nella seconda forma mantiene un andamento di tipo sinusoidale. Nella corrente continua gli elettroni fluiscono e circolano in modo continuo seguendo una direzione costante, mentre nel caso della corrente alternata essi oscillano avanti e indietro secondo un andamento di tipo periodico. Questa differenza va tenuta in stretta considerazione nel- la valutazione costruttiva dei componenti che ne devono veicolare il funzionamento o che ne devono comandare la commutazione e/o l’interruzione.

Come primo punto occorre tenere presente che, mentre in corrente alternata la tensione d’arco e la corrente passano per lo zero praticamente nello stesso istante, e che pertanto la tensione d’arco presenta una punta di accensione, seguita da una fase di “appiattimento” che porta poi velocemente all’estinzione, completamente diverso è il comportamento in corrente continua. Infatti, in questo caso non vi è il fenomeno di appiattimento e poi di estinzione dell’arco poiché non vi è il passaggio per lo zero del semiperiodo; ciò comporta un fenomeno continuo di ionizzazione dell’arco che aumenta, seppur lentamente, in modo proporzionale all’aumento del valore della corrente. Pertanto, l’interruzione di un circuito in corrente alternata è molto più facile dell’interruzione di un circuito equivalente in corrente continua.

Infatti, il processo di interruzione in c.a. è fondamentalmente di- verso da quello in d.c. poiché i mezzi di deionizzazione possono operare nelle condizioni più favorevoli ad ogni passaggio per lo zero. In d.c., non avendo il passaggio per lo zero, l’interruzione dell’arco deve essere facilitata costruttivamente rendendo il più possibile rapida la velocità di movimento dei contatti in modo da rendere praticamente impossibili variazioni apprezzabili nel- la corrente e nella tensione d’arco durante l’apertura facendo sì che l’arco si possa considerare di lunghezza costante.

Dopo queste premesse appare evidente che, un altro fattore fondamentale per un corretto funzionamento risiede nella capacità di scegliere il materiale di contatto da utilizzare, optando per il più idoneo realizzabile, a resistere al fattore maggiormente negativo, che è il fenomeno di ionizzazione stesso. Nel fare questa scelta occorre quindi tenere ben presente alcuni aspetti fonda- mentali; in primis tenere presente i fenomeni di ionizzazione, sia che siano dovuti a ionizzazione termica (che è la più devastante), che di ionizzazione per effetto del campo magnetico.

Occorre inoltre tenere presente che bisogna utilizzare mate- riali idonei a questo impiego, ma con la più bassa resistenza di contatto possibile, tenendo anche conto nelle definizioni geo- metriche del punto di contatto di superficie reale di contatto, rispetto a quella apparente; è buona nota tenere presente anche eventuali fenomeni di esistenza pellicolare che non hanno, normalmente con questi materia- li, grande rilevanza a meno che non si lavori in ambienti in cui siano presenti altri elementi ossidanti aggressivi (ad esempio in ambienti con presenza di solfuri, ambienti marini, o particolarmente sporchi).

Nei singoli casi, valutando anche le geometrie dei contatti, è consigliabile optare per l’utilizzo di piastrine sinterizzate in lega tungsteno-rame, se non si evidenziano fenomeni di ossidazione aggressiva; oppure in quest’ultimo caso, è più opportuno passare al tungsteno-argento. Il fenomeno negativo più evidente potrebbe es- sere quello della ionizzazione poiché, a causa di questa, si può verificare una migrazione del metallo imbitito, sia esso rame o argento, e la struttura potrebbe tendere nella zona di contatto, alla formazione di una spugna porosa composta dallo strato primario (scheletro) di tungsteno, rendendo così molto alto il valore di resistenza di contatto, e mettendo di conseguenza a rischio la durata stessa della vita del contatto.

Leghe Tungsteno Argento

Questo fenomeno è tranquillamente superabile utilizzando una lega sinterizzata atta a mantenere più a lungo possibile una bassa resistenza di contatto ed una più lenta ionizzazione, applicando piastrine sinterizzate di tungsteno-rame nelle percentuali 70-30 anziché 75-25.

Il sinterizzato rame-tungsteno 75-25 è sicuramente più idoneo negli impieghi in corrente alternata poiché il passaggio del semiperiodo per lo zero attenua notevolmente i fenomeni di ionizzazione.

Leghe Tungsteno Rame

La Celsia s.a.s.
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