Contact électrique

	« Faux contact » redirige ici. Pour la série télévisée belge, voir Faux contact (série télévisée).

Un contact électrique est un système permettant le passage d'un courant électrique à travers deux éléments de circuit mécaniquement dissociables. C'est un des éléments principaux des composants électromécaniques : contacteur, relais, interrupteur, disjoncteur. Il est aussi la clé de tous les systèmes de connectique.

Le contact électrique est caractérisé par sa résistance de contact, sa résistance à l'érosion, sa résistance à l'oxydation. Afin d'optimiser ses caractéristiques, les surfaces destinées à assurer la fonction de contact sont recouvertes par plaquage, ou comportent une partie massive ajoutée, d'un matériau particulier.

En électrotechnique, il y a deux états par défaut:

• NO (Normalement Ouvert)
• NF (Normalement Fermé)

Matériaux

Or

• résistance de contact faible et stable
• haute résistance à la formation de film de surface.
• destiné à des circuits sec ou de faible puissance
• les contacts à haute densité d'or sont cher et peu résistants au transfert de matière, en particulier pour des courants supérieurs au 1/2A
• peu résistant au collage, soudure, déformation et usure mécaniques.
• Les alliages avec du nickel, de l'argent, du palladium, etc améliorent sa résistance mécanique au détriment de la conductivité. les techniques de déposition sous pression permettent d'utiliser des alliages d'or en fine couche sur des matériaux tels que argent, palladium, platine, nickel, permettant des performances aussi bien pour des circuits secs, que pour des circuits de 2 ou 3A.
• Une certaine force d'ouverture doit être appliquée aux contacts pour contrer le problème de collage ou de soudure des contacts dorés.
• Les contacts plaqué or ont une meilleure conductivité que les contacts non plaqués, tels que l'argent.
• Les contacts plaqué or ont une faible durée de vie avec des charges qui favorisent l'érosion électrique.
• Les contacts plaqué or résistent à la formation de sulfides et d'oxydes lors du stockage ou d'applications nécessitant peu de commutations.
• Les contacts plaqué or ont tendance à coller.^[1]

Palladium / platine

• points de fusion et d'ébullition élevés
• haute rés. à l'oxydation et aux attaques chimiques : résistance de contact faible et stable
• coût du platine élevé
• conductivité électrique et thermique basses
• création de polymères isolants en présence de vapeurs organiques, lors du nettoyage ou une action de contact glissant
• le matériau pur est malléable et déformable (déformation possible due à une usure mécanique)
• alliage avec d'autres métaux (argent, or, nickel, cuivre, etc) : aug. de la dureté, de la formation de polymères (argent), dimin. conductivité.
• faible conductivité du palladium/platine : commutation de faible courants (1-2A)^[1]

Argent

• contact le plus couramment utilisé.
• conductivité électrique et thermique élevée
• bonne résistance à l'oxydation et à la salissure, excepté le souffre. Une atmosphère riche en souffre va produire du sulfure d'argent, et augmenter la résistance de contact. Une bonne pression et un glissement des contacts peut néanmoins nettoyer une couche de sulfure d'argent.
• une couche de 80-100 µpouce d'or non poreux assure à l'argent une bonne durée de conservation et une faible résistance de contact initiale.
• l'argent pur peut commuter des courants de 1 à 20 A, avec une pression de contact faible à modérée et une résistance de contact faible.
• L'argent est le métal précieux le moins cher et peut être aisément formé grâce à sa ductibilité^[1].

AgCdO

• commutation de courants moyens à forts
• excellente résistance à l'érosion
• très faible conductivité électrique et thermique
• résistance de contact et conductivité proche de l'argent, avec une résistance à l'érosion et à la soudure plus importantes
• composition généralement 10-15 % d'oxyde de cadmium
• aug du % de CdO : résistance au collage et à la soudure aug, conductivité électrique diminue et *dégradation des caract. de travail à froid (à cause de la dégradation de la malléabilité ?!)
• il existe 2 méthodes de fabrication :
  • contact pré-oxidisé : alliage plus uniforme
  • contact post-oxidisé : CdO concentré près de la surface de contact. Risque de fissures en surface^[1]

AgInSnO/AgSnO

• alternatives à AgCdO, due à la restriction dans l'utilisation du cadmium
• composition 10 % SnO est 15 % plus résistant que AgCdO
• contact spécialisé dans les charges à fort pics de courant et à courant moyen faible, tels les lampes à tungstène ou les charges inductives (ex. : automobile)
• Résistance à la soudure élevée, plus forte conductivité électrique que l'argent pur ou AgCdO^[1]

AgNi

• composition 10-40 % de nickel
• à 30% de nickel, l'alliage est 15 % plus dur, et 30 % moins conductif. Cette composition est très utilisée dans les applications faible signaux^[1]

AgCu

AgPd

• typiquement composition Ag 60 % Pd 40 %
• excellente résistance à la corrosion et à la salissure, y compris les composés souffrés
• haute résistance à la formation de polymères propres aux palladium
• amélioration de la résistance au transfert de matériau
• coût moyen, entre l'argent pur et les alliages de palladium/platine
• conductivité plus faible que l'argent pur : commutation de courants moins importants^[1]

Tungstène

• importante résistance à l'abrasion mécanique, l'érosion électrique et la soudure grâce au niveau élevé de fusion et d'ébullition du tungstène.
• faible conductivité et résistance de contact élevée limitent le courant admissible à 3-5A, même pour des forces de contact élevées
• tendance à la formation d'épaisse couches d'oxydation
• matériau difficile à conditionner : existe sous la forme de disque riveté par du cuivre, du nickel ou de l'acier plaqué au nickel^[1].

Techniques de fabrication

Protection des contacts

Protection des personnes

Les contacts, notamment les interrupteurs, ne doivent pas présenter de risque pour l'utilisateur (électrocution, blessure mécanique). C'est la classe qui définit le niveau de protection électrique (voir sujet « Protection électrique »).

Les contacts sont aussi divisés en 2 catégories :

• Les « contacts secs » (dits aussi contacts hors tension)
• Les « contacts mouillés » (http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=714-18-10)

Leurs définitions n'expriment pas un degré d'humidité mais l'origine du basculement d'état. Exemple : relais à contact mouillé au mercure.

Protection contre les éléments extérieurs

Les contacts, notamment les interrupteurs, respectent une norme de protection en fonction de leur utilisation (milieu humide ou poussiéreux). C'est l'indice de protection (IP). Cette norme ne définit pas de protection relative aux gaz. Mais si la présence de gaz est une contrainte, l'IP68 est complètement étanche.

Entretien

Les contacts contiennent des matériaux plus ou moins oxydables selon le choix de fabrication. La classe de protection des personnes choisie lors de la conception oblige à garantir le maintien de ce niveau de sécurité tout au long de la vie du contact. La conception et fabrication doivent donc être pensées pour éviter au maximum l'entretien préventif et conserver les caractéristiques de basculement et de conductivité.

La technique la plus simple est le brossage des surfaces de contact grâce à une brosse métallique ou du papier abrasif. Hors tension, frotter jusqu'à disparition des oxydes.

Notes

Voir aussi

Articles connexes

• Ouverture d'un circuit inductif
• Tension transitoire de rétablissement

Liens externes

• caractéristiques des matériaux

• Portail de l’électricité et de l’électronique