Czy fizyka za przełącznikiem odbija się podczas otwierania?

Byłem zaskoczony, gdy dowiedziałem się, że mechaniczny przełącznik (SPST) odbija się po otwarciu. Co powoduje, że kontakt tymczasowo powraca do dotykania?

Czy to zjawisko występuje tylko w przypadku niektórych rodzajów przełączników (np. Przełączników przesuwnych, ale nie w przypadku większości przycisków)?

Zasadniczo żadna substancja nie jest idealnie gładka ani nieelastyczna. Kiedy dwa obiekty łączą się z jakąkolwiek siłą, energia kinetyczna musi zgasnąć po zetknięciu. Dostajesz więc trochę „dzwonienia”, a ponieważ powierzchnia nie jest gładka, styk powoduje / zrywa się trochę losowo, aż do ustabilizowania się (np. Nawet przy przesuwanym przełączniku opór styku zmienia się podczas ruchu)

Dzieje się tak ze wszystkimi przełącznikami; przesuwne, przyciskowe, przekaźnikowe itp., chociaż przesuwne lub zwilżone kontakty (np. rtęć) są lepsze. Dzieje się tak również po otwarciu przełącznika, a nie tylko po zamknięciu. Niektóre są lepsze od innych - możesz uzyskać niektóre okropne, które odbijają się przez dziesiątki ms, a niektóre dobre, które osiadają w ciągu <5ms.

Aby dodać więcej przy otwieraniu przełącznika, wynika to z nieregularnego otwierania powierzchni w nie idealnie prostopadły sposób. Różny opór, jaki to stwarza, wydaje się podobny do odbicia podczas zamykania. Po zwolnieniu nacisku jedna część styku może się rozłączyć, ale inna część może na krótko uzyskać niższy opór niż wcześniej, im bardziej nieregularna jest powierzchnia i tym więcej siły kątowej między stykami, tym bardziej wyraźny jest ten efekt być.

Chociaż dla naszego oka wygląda gładko, miedziana powierzchnia wygląda pod mikroskopem raczej inaczej:

Pomyśl o czymś odwrotnym. Co jeśli masz za zadanie zaprojektować przełącznik, który nie odbija się przy otwieraniu. Jak byś zagwarantował na poziomie mikroskopowym, że oba przewodniki zawsze odsunęły się monotonicznie bez żadnego działania wycierającego (przesuwanie się, które może powodować chwilowe otwieranie i zamykanie)? Musisz wziąć pod uwagę, że na tym poziomie wszystko jest sprężyną, bez względu na to, jak sztywne może się to wydawać na poziomie makroskopowym. Nawet jeśli w jakikolwiek sposób nie byłoby możliwe wyczyszczenie, ponieważ kontakty się rozdzielają, to jak możesz zagwarantować, że kontakty nie będą drgać, gdy się odsuwają? Musisz wziąć pod uwagę, że prędkość zaczyna się od 0, więc nawet niewielki luz lub dzwonienie z powodu przerwania tarcia statycznego może być znaczący.

Pomyśl o tym i opisz nam suchy przełącznik mechaniczny, który nie odbije się, jeśli uważasz, że jest to możliwe.

W latach 50. i na początku 60. pracowałem jako inżynier elektryk w zespole projektującym zasilacze prądu stałego regulowane prądem stałym (> 100 amperów). Do kontroli używaliśmy wzmacniaczy magnetycznych, ale wtedy zaczęły pojawiać się to, co nazywaliśmy SCR (prostowniki sterowane krzemem, teraz nazywane tyrystorami). Były bardzo podatne na przeciążenia i wybuchały szybciej niż dostępne bezpieczniki, więc jednym ze sposobów ich ochrony był „łom”, czyli przełącznik, który zwarł uzwojenie wtórne transformatora, tak że zasilanie zostało odcięte od SCR , a bezpieczniki w linii zasilającej wybuchłyby - potężny transformator i jego okablowanie mogłyby bezpiecznie wstrząsać. Problem polegał na tym, że było okropnie dużo niebezpiecznie i przerażająco głośno, iskrząc, gdy przełącznik nieuchronnie się podskoczył. Sprytni inżynierowie w laboratorium badawczym zaprojektowali „

Jak pamiętam z filmu z dużą szybkością przełącznika, górny kontakt zszedł na niższy, a kombinacja została zawieszona, tak że pozostały razem, gdy się cofnęły i kołysały w górę i w dół. Podczas testowania jednego z przełączników rzeczywiście nie było iskier, ale luźne połączenie z transformatorem oderwało się z potężnym hukiem. (zanim narzekają litery t i krzyżyki, tak, wiem, że powinno być „nie było iskry”, ale to, co napisałem, brzmi bardziej jak rzeczywistość)