電気接点

電気接点は、電気スイッチ、リレー、コネクタ、回路ブレーカーに見られる電気回路部品です。^[1]各接点は導電性材料、通常は金属です。 一対の接点が接触すると、表面構造、表面化学、接触時間に応じて、一定の接触抵抗で電流を流すことができます。^[2]一対の接点が絶縁ギャップで分離されている場合、一対の接点は電流を流しません。 接点が接触すると、スイッチは閉じます。接点が離れると、スイッチは開きます。 ギャップは、空気、真空、油、 SF ₆などの絶縁媒体でなければなりません。 接点は、押しボタンやスイッチでは人間が操作し、センサーや機械カムでは機械的圧力で操作し、リレーでは電気機械的に操作します。 接点が接触する表面は通常、銀や金の合金などの金属で構成されています^{[3] [4]} 。これらは、高い電気伝導性、耐摩耗性、耐酸化性、その他の特性を備えています。^[5]

接点はさまざまな材料から製造できます。代表的な材料には以下のものがあります: ^[5]

• 銀合金
• 金
• 白金族金属
• 炭素^[6]

接点は、閉じているときの電流容量、開いているときの遮断容量（アークによる）、および定格電圧に基づいて定格化されます。開路電圧定格は、AC 電圧定格、DC 電圧定格、またはその両方になります。^{[引用が必要]}

誘導負荷による高電流を遮断するためにリレー接点が開くと、電圧スパイクが発生し、接点間にアークが発生します。電圧が十分に高ければ、誘導負荷がなくてもアークが発生する可能性があります。アークがどのように形成されるかに関係なく、アークを流れる電流が維持できないほど低くなるまでアークは持続します。アークは電気接点を損傷し、持続的なアークは開いた接点が制御対象システムから電力を除去できないようにする可能性があります。^[7]

ACシステムでは、電流が各サイクルでゼロを2回通過するため、最もエネルギーの高いアークを除いてすべてゼロ交差で消滅します。このようなゼロ交差が発生しないDCでは、問題はさらに深刻です。このため、ACスイッチング用の1つの電圧定格の接点は、DCではより低い電圧定格になることがよくあります。^[8]

ラグナル・ホルムは電気接触理論と応用に大きく貢献した。^[9]

マクロ的には滑らかできれいな表面は、ミクロ的には粗く、空気中では酸化物、吸着水蒸気、大気汚染物質で汚染されています。 2 つの金属電気接点が接触する場合、実際の金属同士の接触面積は、物理的に接触している接点同士の合計面積に比べて小さくなります。 電気接触理論では、2 つの接点間に電流が流れる比較的小さな領域は a スポットと呼ばれ、ここで「a」は凹凸を表します。 小さな a スポットが円形領域として扱われ、金属の抵抗率が均一である場合、金属導体の電流と電圧は球対称性を持ち、簡単な計算で a スポットのサイズと電気接触インターフェースの抵抗を関連付けることができます。 電気接点間に金属同士の接触がある場合、電気接触抵抗、つまり ECR (接触金属のバルク抵抗とは対照的) は、主に非常に小さな領域、つまり a スポットを通る電流の狭窄によって生じます。電子の平均自由行程よりも小さい半径の接触点では、電子の弾道伝導が発生し、シャービン抵抗としても知られる現象が発生します。^[10]接触力または圧力によりaスポットのサイズが増加し、狭窄抵抗と電気接触抵抗が減少します。^[11]接触する凹凸のサイズが電子の平均自由行程よりも大きくなると、ホルム型接触が支配的な輸送メカニズムになり、接触抵抗が比較的低くなります。^[2]${\displaystyle \lambda}$

全米リレー製造業者協会とその後継組織であるリレー・スイッチ工業協会は、リレーとスイッチに見られる23種類の異なる電気接点を定義しています。^[12]

通常閉じた（NC ) 接点ペアは、接点ペアまたは接点ペアを操作するデバイスが非通電状態または緩和状態にあるときに閉じられます (導電状態)。

通常開（NO ) 接点ペアは、接点ペアまたは接点ペアを操作するデバイスが非通電状態または緩和状態にあるときに開いた状態 (非導電状態) になります。^{[引用が必要]}

全米リレー製造業者協会とその後継組織であるリレー・スイッチ工業会は、リレーとスイッチに見られる23種類の異なる電気接点形式を定義しています。^[13]特に一般的な接点形式は次のとおりです。

フォームA接点（「メイク接点」）は通常開いている接点です。励磁力（磁石またはリレーソレノイド）が存在しないときは接点が開いています。励磁力が存在すると、接点は閉じます。フォームAの別の表記はSPST-NOです。^[12]

フォームB接点（「ブレーク接点」）は常時閉接点です。その動作はフォームAとは論理的に逆です。フォームBの別名はSPST-NCです。^[12]

フォームC接点（「切り替え」または「転送」接点）は、同じデバイスによって操作される常閉接点ペアと常開接点ペアで構成されます。各ペアの接点間には共通の電気接続があり、接続端子は3つだけです。これらの端子は通常、常開、共通、常閉（NO-C-NC ）とラベル付けされています。フォームCの別の表記はSPDTです。^[12]

これらの接点は、共通の接点要素が機械的に経済的な方法でより多くの接点数を提供するため、電気スイッチやリレーによく見られます。^[12]

フォームD接点（「連続転送」接点）は、遷移中の接続と切断の順序という点でのみフォームCと異なります。フォームCでは、両方の接続が一時的に開いていることを保証しますが、フォームDでは、3つの端子すべてが一時的に接続されることを保証します。これは比較的珍しい構成です。^[12]

フォーム E はフォーム D とフォーム B を組み合わせたものです。

フォームK接点（センターオフ）は、どちらの接続も行われないセンターオフまたは常時開位置がある点でフォームCとは異なります。センターオフ位置を持つSPDTトグルスイッチは一般的ですが、この構成のリレーは比較的まれです。^[12]

フォームXまたはダブルメイク接点は、2つのフォームA接点が直列に接続され、機械的にリンクされ、単一のアクチュエータによって操作されるのと同等であり、 SPST-NO接点とも呼ばれます。これらは、高電力誘導負荷を処理するように設計されたコンタクタやトグルスイッチによく見られます。^[12]

フォームYまたはダブルブレーク接点は、2つのフォームB接点が直列に接続され、機械的にリンクされ、単一のアクチュエータによって操作されるのと同等であり、 SPST-NC接点とも呼ばれます。^[12]

フォームZまたはダブルメークダブルブレーク接点はフォームC接点に似ていますが、ほとんどの場合、常時開路用に2つ、常時閉路用に2つの合計4つの外部接続があります。フォームXおよびYと同様に、両方の電流経路には2つの接点が直列に接続されており、機械的にリンクされ、単一のアクチュエータによって操作されます。これもSPDT接点として説明されます。^[12]

スイッチに通常開 (NO) 接点と通常閉 (NC) 接点の両方が含まれている場合、それらの接点の接続と切断の順序が重要になることがあります。ほとんどの場合、ルールはbreak-before-makeまたはBBMです。つまり、状態間の遷移中に NO 接点と NC 接点が同時に閉じることはありません。これは常に当てはまるわけではなく、フォーム C接点はこのルールに従いますが、それ以外は同等のフォーム D接点は反対のルール (接続が切断される前に切断) に従います。あまり一般的ではない構成では、遷移中に NO 接点と NC 接点が同時に閉じられます。これはmake-before-breakまたはMBBです。^{[引用が必要]}

• 連絡先の返送
• ラッチングリレー
• 濡れ電流
• 濡れ電圧
• 電気接続

• Pitney, Kenneth E. (2014) [1973]. Ney 接点マニュアル - 低エネルギー用途の電気接点 (第 1 版の再版)。Deringer-Ney、原著は JM Ney Co. ASIN  B0006CB8BC。^{[永久リンク切れ‍ ]} (注意: 登録後、無料でダウンロードできます。)
• スレイド、ポール G. (2014-02-12) [1999].電気接点: 原理と応用. 電気工学と電子工学. 第 105 巻 (第 2 版). CRC プレス、テイラー & フランシス社. ISBN 978-1-43988130-9。 {{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)
• ホルム、ラグナール;ホルム、エルス( 2013-06-29 ) [1967]。ウィリアムソン、JBP (編)。電気接点:理論と応用(第4版改訂版の再版)。Springer Science & Business Media。ISBN 978-3-540-03875-7。(注: 以前の「電気接点ハンドブック」を書き直したものです。)
• ホルム、ラグナー、ホルム、エルゼ(1958)。電気接点ハンドブック(第 3 版、全面改訂)。ベルリン / ゲッティンゲン / ハイデルベルク、ドイツ: Springer - Verlag。ISBN 978-3-66223790-8。[1] (注意。ドイツ語で出版された以前の「 Die technische Physik der elektrischen Kontakte 」(1941)のリライトおよび翻訳であり、 ISBN 978-3-662-42222-9で再版として入手可能です。) 
• ハック、マンフレッド。ヴァルチュク、オイゲニウツ。イザベル・ブレシュ。ワイザー、ヨーゼフ。ローター、ボルチャート。フェイバー、マンフレッド。バールズ、ウィリー。セーガー、カール E.うーん、ラインハルト。ベーレンス、フォルカー。ヒーバー、ヨッヘン。グロスマン、ヘルマン。マックス・ストロイリ;シューラー、ピーター。ハインツェル、ヘルムート。ウルフ・ハルムセン。ジェリ、イムレ。ガンツ、ヨアヒム。ホルン、ヨッヘン。カスパール、フランツ。リンドマイヤー、マンフレッド。バーガー、フランク。バウジャン、ギュンター。ラルフ・クリーチェル。ウルフ、ヨハン。シュライナー、ギュンター。シュレーダー、ゲルハルト。マウテ、ウーヴェ。リンネマン、ハルトムート。タール、ラルフ。メラー、ヴォルフガング。リーダー、ヴェルナー。ジャン・カミンスキー。ポパ、ハインツ・エーリッヒ;シュナイダー、カール・ハインツ。ボルツ、ヤコブ。ヴェルミジ、Ｌ．メイヤー、ウルスラ (2016) [1984]。ヴィナリッキー、エドゥアルド。シュレーダー、カール・ハインツ。ワイザー、ヨーゼフ。キール、アルバート。メルル、ヴィルヘルム A.マイヤー、カール・ルートヴィヒ (編)。Elektrische Kontakte、Werkstoffe und Anwendungen: Grundlagen、Technologien、Prüfverfahren (ドイツ語) (3 版)。ベルリン / ハイデルベルク / ニューヨーク / 東京: Springer-Verlag。ISBN 978-3-642-45426-4。