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電接點

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有一對接點的繼電器

電接點是在電子開關、繼電器、电子连接器和斷路器上都有的電子元件[1]。接點是由电傳导的材料（多半是金属）製成。在二個接點接觸時，可以讓電流流通，接點之間會有接觸電阻，依表面結構、材料化學特性以及接觸時間而定[2]。若二個接點之間隔著絕緣體間隙，就不會導通電流。接點接觸時稱為「導通」，而未接觸時稱為「開路」。間隙需要是絕緣體質，例如空氣、真空、油、SF6。接點可以用按钮和開關操作，可以用感測器或是機械凸輪的壓力操作，也可以用繼電器操作，接點的接觸面一般會用銀合金或是金合金[3][4]，這些材料具有良好導電率、抗磨、抗氧化等特質[5]。

材料

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電接點材料有許多種，典型的材料如下[5]：

電氣額定

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電接點的額定會用閉合時可流過的電流、開路時的截斷能力（因為電弧）以及電壓額定而定。開路電壓額定可能是交流電壓額定、直流電壓額定，也可能兩者都有[來源請求]。

消弧

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高電壓的接觸器用空氣作為絕緣介質

當繼電器接點開路，要中斷高電流的電感負載時，會產生電壓突波，造成接點之間的电弧。若電壓夠高，就算沒有電感負載也會出現電弧。不論電弧如何形成，電弧會持續存在，直到其電流太低，無法讓電弧持續為止。電弧會破壞接點，持續存在的電弧讓開關無法將電源和負載斷開[7]。

在交流系統中，每一個週期電流都會有二個過零點，大部份的電弧在過零點時都會消滅。但直流系統就沒有電流的過零點，因此接觸器會針對交流電和直流電會有不同的額定電壓[8]。

電接點理論

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Ragnar Holm（英语：Ragnar Holm）在電接點理論和應用上有很大的貢獻[9]。

巨觀下光滑清潔的表面，在微觀下是粗糙的，在空氣中還會有氧化物、吸附水蒸氣和大氣中的污染物。兩個金屬接點接觸時，實際接觸到的金屬面積比接點之間的接觸面積要小很多。在電接觸理論中，這種二個接點之間，相對較小，電流流過的面積稱為a-spot，a表示粗糙（Asperity）。若將此面積視為圓形，且金屬的电导率是均勻的，則金屬導體的電壓和電流會是是圓形對稱的，可以用面積的大小計算其電阻。若金屬對金屬的接觸面很小，則接觸電阻大部份會來自電流經過非常小區域的限制。若其半徑比電子的平均自由徑要短，會出現電子的弹道输运，也稱為Sharvin電阻[10]。接觸力或是壓力會使接觸面積變大，使限制阻力和接觸電阻減小[11]。若接觸面的半徑比平均自由徑長時，Holm型的接觸會是主要的電子輸送機制，因此其接觸電阻相對會比較低[2]。

繼電器接點

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機電繼電器的示意圖，有一個線圈，四對常開接點，一對常閉接點

美國繼電器製造商協會（National Association of Relay Manufacturer）和後來成立的繼電器與開關產業協會（Relay and Switch Industry Association）定義了繼電器和開關中會出現的23種接點型式[12]

常閉（normally closed，NC）接點是在正常未輸入的情形下會導通閉合（closed），有輸入時才會開路不導通（open）的接點。

常開（normally open，NO）接點是在正常未輸入的情形下會開路不導通（open），有輸入時才會導通閉合（closed）的接點。[來源請求]。

接點型式

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美國繼電器製造商協會（National Association of Relay Manufacturer）和後來成立的繼電器與開關產業協會（Relay and Switch Industry Association）定義了繼電器和開關中會出現的23種接點型式[13]，以下是一些常見的接點型式：

A接點

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A接點就是常開接點。在沒有輸入的情形是開路不導通，有輸入時才會閉合導通，也稱為SPST-NO[12]。

B接點

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B接點就是常開接點。在沒有輸入的情形是閉合導路，有輸入時才會開路不導通，也稱為SPST-NC[12]。

C接點

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C接點的小型繼電器

C接點是在同一個設備內的一組常閉接點和一組常開接點，而對外只有三個端子，這是常見的接點型態，三個端子一般會標示為NO、C、NC。另一種稱呼則稱為SPDT[12]。

這種端子很常用在電子開關和接觸器的應用中，可以有較多的接點選擇，又可以節省空間[12]。

C接點的開關，若其中的常閉接點和常開接點一起使用，會有一小段時間，兩個接點都不會導通。

相關條目

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參考資料

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  1. ^ Relay Basics; Omron.
  2. ^ 2.0 2.1 Zhai, C.; Hanaor, D.; Proust, G.; Gan, Y. Stress-Dependent Electrical Contact Resistance at Fractal Rough Surfaces (PDF). Journal of Engineering Mechanics. 2015, 143 (3): B4015001. doi:10.1061/(ASCE)EM.1943-7889.0000967. 
  3. ^ Matsushita Electronics, "Relay Techninal Information: Definition of Relay Terminology", § Contact, http://media.digikey.com/pdf/other%20related%20documents/panasonic%20other%20doc/small%20signal%20relay%20techincal%20info.pdf
  4. ^ Mech Eng Term (PDF). Panasonic.biz. 
  5. ^ 5.0 5.1 Electrical Contact Materials. PEP Brainin. 2013-12-13 [2017-03-04]. 
  6. ^ Beurskens, Jack. Contacts - Shin-Etsu Polymer Europe B.V.. www.shinetsu.info. [2017-03-04]. （原始内容存档于2019-11-13）. 
  7. ^ Contact Arc Phenomenon (PDF). PickerComponents.com. Picker Components. 
  8. ^ Chapter 4, Volume IV, Lessons in Electric Circuits, EETech Media, retrieved June 2017.
  9. ^ IEEE Holm Conferences on Electrical Contacts. ieee-holm.org. [2017-03-04]. 
  10. ^ Zhai, C; et al. Interfacial electro-mechanical behaviour at rough surfaces (PDF). Extreme Mechanics Letters. 2016, 9: 422–429. doi:10.1016/j.eml.2016.03.021. 
  11. ^ Holm, Ragnar. Electric Contacts: Theory and Applications 4th. Springer. 1999. ISBN 978-3540038757. 
  12. ^ 12.0 12.1 12.2 12.3 12.4 Section 1.6, Engineers' Relay Handbook, 5th ed, Relay and Switch Industry Association, Arlington, VA; 3rd ed, National Association of Relay Manufacturers, Elkhart Ind., 1980; 2nd Ed. Hayden, New York, 1966; large parts of the 5th edition are on line here 互联网档案馆的存檔，存档日期2017-07-05..
  13. ^ Section 1.6, Engineers' Relay Handbook, 5th ed, Relay and Switch Industry Association, Arlington, VA; 3rd ed, National Association of Relay Manufacturers, Elkhart Ind., 1980; 2nd Ed. Hayden, New York, 1966; large parts of the 5th edition are on line here 互联网档案馆的存檔，存档日期2017-07-05..

延伸閱讀

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  • Pitney, Kenneth E. Ney Contact Manual - Electrical Contacts for Low Energy Uses reprint of 1st. Deringer-Ney, originally JM Ney Co. 2014 [1973]. ASIN B0006CB8BC. [永久失效連結] (NB. Free download after registration.)
  • Slade, Paul G. Electrical Contacts: Principles and Applications. Electrical and Computer Engineering. Electrical engineering and electronics 105 2 (CRC Press, Taylor & Francis, Inc.). 2014-02-12 [1999]. ISBN 978-1-43988130-9. 
  • Holm, Ragnar; Holm, Else. Williamson, J. B. P. , 编. Electric Contacts: Theory and Application reprint of 4th revised. Springer Science & Business Media. 2013-06-29 [1967]. ISBN 978-3-540-03875-7.  (NB. A rewrite of the earlier "Electric Contacts Handbook".)
  • Holm, Ragnar; Holm, Else. Electric Contacts Handbook 3rd completely rewritten. Berlin / Göttingen / Heidelberg, Germany: Springer-Verlag. 1958. ISBN 978-3-66223790-8.  [1] (NB. A rewrite and translation of the earlier "Die technische Physik der elektrischen Kontakte" (1941) in German language, which is available as reprint under ISBN 978-3-662-42222-9.)
  • Huck, Manfred; Walczuk, Eugeniucz; Buresch, Isabell; Weiser, Josef; Borchert, Lothar; Faber, Manfred; Bahrs, Willy; Saeger, Karl E.; Imm, Reinhard; Behrens, Volker; Heber, Jochen; Großmann, Hermann; Streuli, Max; Schuler, Peter; Heinzel, Helmut; Harmsen, Ulf; Györy, Imre; Ganz, Joachim; Horn, Jochen; Kaspar, Franz; Lindmayer, Manfred; Berger, Frank; Baujan, Guenter; Kriechel, Ralph; Wolf, Johann; Schreiner, Günter; Schröther, Gerhard; Maute, Uwe; Linnemann, Hartmut; Thar, Ralph; Möller, Wolfgang; Rieder, Werner; Kaminski, Jan; Popa, Heinz-Erich; Schneider, Karl-Heinz; Bolz, Jakob; Vermij, L.; Mayer, Ursula. Vinaricky, Eduard; Schröder, Karl-Heinz; Weiser, Josef; Keil, Albert; Merl, Wilhelm A.; Meyer, Carl-Ludwig , 编. Elektrische Kontakte, Werkstoffe und Anwendungen: Grundlagen, Technologien, Prüfverfahren 3. Berlin / Heidelberg / New York / Tokyo: Springer-Verlag. 2016 [1984]. ISBN 978-3-642-45426-4 （德语）. 
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