Vật lý phía sau bật nảy khi mở?

Tôi đã rất ngạc nhiên khi biết rằng một công tắc cơ học (SPST) bị trả lại khi nó được mở. Điều gì khiến liên lạc tạm thời quay trở lại chạm?

Có phải hiện tượng này chỉ xảy ra với một số loại công tắc nhất định (ví dụ: với công tắc trượt chứ không phải với hầu hết các nút bấm)?

Về cơ bản không có chất nào là hoàn hảo mịn màng, hoặc không co giãn. Khi hai vật thể kết hợp với nhau với bất kỳ lực nào, có động năng cần phải chết khi tiếp xúc. Vì vậy, bạn nhận được một số "tiếng chuông", cộng với vì bề mặt không trơn tru, tiếp xúc tạo / ngắt một chút ngẫu nhiên cho đến khi ổn định (ví dụ: ngay cả với công tắc trượt, điện trở tiếp xúc sẽ thay đổi khi di chuyển)

Nó xảy ra với tất cả các công tắc; trượt, nút nhấn, rơle, vv, mặc dù tiếp xúc trượt hoặc ướt (ví dụ thủy ngân) là tốt hơn. Nó cũng xảy ra khi mở công tắc, không chỉ đóng. Một số tốt hơn so với những cái khác - bạn có thể nhận được một số cái khủng khiếp sẽ bật lên trong hàng chục ms và một số cái tốt giải quyết trong vòng <5ms.

Để thêm nhiều hơn vào việc mở công tắc, đó là do các bề mặt không đều mở theo cách không vuông góc hoàn hảo. Điện trở thay đổi rộng rãi mà tạo ra này xuất hiện tương tự như độ nảy trong khi đóng. Khi áp suất được giải phóng, một phần của tiếp xúc có thể giải phóng, nhưng một phần khác có thể nhanh chóng có được điện trở thấp hơn so với trước đây, bề mặt càng bất thường và càng có lực góc giữa các tiếp điểm, hiệu ứng này càng rõ rệt được.

Mặc dù trông rất mịn đối với mắt chúng ta, bề mặt đồng trông khá khác biệt dưới kính hiển vi:

Hãy nghĩ về điều ngược lại. Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn được giao nhiệm vụ thiết kế một công tắc không bật khi mở. Làm thế nào bạn có thể đảm bảo ở cấp độ hiển vi rằng hai dây dẫn luôn di chuyển một cách đơn điệu mà không có bất kỳ hành động lau nào (trượt, có thể gây ra đóng mở tạm thời)? Bạn phải xem xét rằng tất cả mọi thứ là một mùa xuân ở cấp độ đó, cho dù nó có vẻ cứng nhắc như thế nào ở cấp độ vĩ mô. Ngay cả khi bằng cách nào đó có thể không có bất kỳ hành động xóa nào khi các liên hệ tách biệt, làm thế nào để bạn đảm bảo sẽ không có bất kỳ dao động nào của các liên hệ khi chúng di chuyển đi? Bạn phải xem xét vận tốc bắt đầu từ 0, do đó, ngay cả một chút phản ứng dữ dội hoặc đổ chuông do phá vỡ ma sát tĩnh có thể là đáng kể.

Hãy suy nghĩ về nó và mô tả cho chúng tôi một công tắc cơ học khô sẽ không nảy nếu bạn thực sự nghĩ rằng điều đó là có thể.

Trong những năm 1950 và đầu những năm 1960, tôi làm việc như một kỹ sư điện trong một nhóm thiết kế các bộ nguồn dc điều chỉnh dòng điện cao (> 100 ampe). Chúng tôi đã sử dụng các bộ khuếch đại từ tính để điều khiển, nhưng sau đó cái mà chúng tôi gọi là SCR (Bộ chỉnh lưu điều khiển bằng silicon, bây giờ được gọi là Thyristors) bắt đầu xuất hiện. Chúng rất dễ bị quá tải, và sẽ thổi nhanh hơn các cầu chì có sẵn, vì vậy một cách để bảo vệ chúng là "xà beng", đó là một công tắc ngắn mạch quanh cuộn thứ cấp của máy biến áp, do đó nguồn cung bị cắt khỏi SCR và cầu chì trong đường dây cung cấp sẽ nổ tung - máy biến áp nặng và hệ thống cáp của nó có thể gây sốc một cách an toàn. Vấn đề là có rất nhiều nguy hiểm khủng khiếp và ồn ào đáng sợ, phát ra khi công tắc chắc chắn bị bật lên. Các kỹ sư thông minh trong phòng thí nghiệm đã thiết kế một "

Khi tôi nhớ lại từ một bộ phim tốc độ cao của công tắc, một tiếp xúc phía trên hạ xuống một cái thấp hơn, và sự kết hợp được bung ra để họ ở lại với nhau khi họ giật lùi và vung lên xuống. Khi chúng tôi thử nghiệm, thực sự không có tia lửa nào từ công tắc, nhưng một kết nối lỏng lẻo với máy biến áp đã tắt với một tiếng nổ lớn. (trước khi những người thợ lặn và người đi qua mắt phàn nàn, vâng tôi biết đó là "không có tia lửa", nhưng những gì tôi viết nghe có vẻ giống thực tế hơn)