Cálculo de la máxima disipación de potencia según el área de contacto entre dos conductores metálicos

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Estoy tratando de averiguar cómo calcular correctamente el área de superficie de contacto mínima en función de la máxima disipación de potencia requerida. Déjame explicarte ...

Estoy creando una pestaña metálica semicircular personalizada que hace una conexión eléctrica a una tira metálica. La pestaña metálica se conectará a un sistema que disipa 7 vatios. Suponiendo que sé que necesito admitir un consumo de corriente de potencia máxima de ~ .55A @ 12 V (aquí es donde proviene la disipación de potencia de ~ 7W), ¿cómo puedo calcular mejor el tamaño del área de superficie de contacto que los dos metales? los contactos deben compartirse para admitir la disipación actual especificada. Por favor, vea el dibujo muy crudo a continuación. Estoy tratando de determinar el área de la superficie de contacto resaltada en el círculo azul.

Aquí están los dados ...

  1. Tengo control sobre la elección del metal tanto para el contacto como para la tira

  2. Puedo decidir el grosor y el tamaño de ambos contactos.

  3. Se puede tolerar una caída de voltaje de no más de .5 voltios

  4. Se puede tolerar un aumento de temperatura de no más de 10 ° C

  5. La carga tiene un consumo de corriente de ~ .55 A @ 12 V (es decir, ~ 7W)

No estoy buscando a nadie que haga el trabajo por mí, solo estoy buscando ayuda con las ecuaciones adecuadas para usar. Gracias.

    
pregunta Willis

1 respuesta

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Debe calcular las resistencias de contacto para encontrar una respuesta a su pregunta.

La resistencia de contacto se divide en dos partes. Resistencia proveniente de la ranura pequeña:

$$ \ Lambda \ approx \ frac {3 {,} 7} {E ^ {*} \ cdot \ rho \ cdot l} \ cdot F_N $$

siendo Lambda la conductividad en Siemens, E * el módulo E efectivo de sus materiales, rho la resistencia específica del metal y Fn la fuerza normal exhibida en el contacto. l es el cuadrado medio de la raíz de la altura de la superficie (también conocida como rugosidad).

El módulo E efectivo se aproxima por

$$ E ^ * = \ frac {E} {2 \ cdot (1- \ nu ^ 2)} $$

con nu beeing la relación de Poisson.

Usted ve, en esta fórmula, el área de contacto no se muestra. Es mucho más importante alcanzar una fuerza de contacto suficiente.

La otra parte es la resistencia de las capas superficiales, como los óxidos. Si recurre a las superficies de oro o paladio, puede descuidarlo. De lo contrario es difícil o incluso imposible de calcular. Si tiene al menos un movimiento mínimo entre las superficies de contacto, las capas de óxido pueden romperse. Otras formas de deshacerse de los óxidos es alcanzar la corriente de humectación. Las corrientes de mojado de AFAIK están en el rango de mA individual para muchos contactos. Así que quizás esto no sea un problema para ti.

Para tener una idea de cómo se conectan la fuerza y la resistencia, recomiendo ver un montón de hojas de datos de fabricantes de contactos con resorte. Kitagawa tiene algunos con ambos valores, y PTR también da corrientes máximas.

Datos de contacto de muestra (PTR)

Contactos de conexión a tierra Kitagawa

    
respondido por el Ariser

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