Влияние загрязнений
Однако тщательная проверка показывает, что это не так. Имеет место фактическое расплавление и разрушение связи, хотя температура на контакте поднимается до температуры ниже точки плавления. Причина этого объяснена в статье Гринвуда и Уильямсона (1958 г.). Ранее мы исходили из равновесия в контакте на всех стадиях пропускания тока (пока не достигалась точка плавления). В связи с этим считалось, что при увеличении тока повышается омический нагрев и устанавливается равновесие между омическим теплом и потоком тепла в металле, окружающем контакт.
Однако повторная обработка данных показывает, что этого не происходит. Электрическое сопротивление, которое и определяет тепло — выделение, возрастает при повышении температуры.
Если теплопроводность остается постоянной, то, как показывает анализ, термическое равновесие наступает раньше, чем предсказывает теория.
Однако, если теплопроводность с ростом температуры снижается (что обычно имеет место), то достигается критический ток, при котором теплопередача не может прийти в соответствие с повышенным омическим нагревом. В итоге возникает нестабильное состояние, при котором система «идет вразнос».
При этом температура быстро возрастает до точки плавления.
Указанный эффект наблюдается также и у золота, правда, в малой степени. Гораздо больший эффект можно ожидать у железа, так как оно обнаруживает значительно большее снижение теплопроводности при повышении температуры.
Поскольку поведение реальных контактов железа сильно усложнялось бы из-за наличия окисных пленок, была создана модель контакта, состоящая из одного куска железа.
Опыты показали, что для токов, дающих температуру на контакте в 330° С, поведение контакта нормально. С увеличением тока и повышением температуры до 350° С контакт разогревается до красного каления и начинает испаряться.
(При использовании таким образом элемент можно рассматривать как быстродействующий высокочувствительный плавкий предохранитель.
)
