La fisica dietro l'interruttore rimbalza all'apertura?

Sono stato sorpreso di apprendere che un interruttore meccanico (SPST) rimbalza quando viene aperto. Che cosa causa il contatto temporaneo con cui il contatto ritorna?

Questo fenomeno si verifica solo con determinati tipi di interruttori (ad es. Con interruttori a scorrimento ma non con la maggior parte dei pulsanti)?

Fondamentalmente nessuna sostanza è perfettamente liscia o anelastica. Quando due oggetti si incontrano con qualsiasi forza, c'è energia cinetica che deve morire al contatto. Quindi ottieni un po 'di "squillo", inoltre poiché la superficie non è liscia il contatto crea / si rompe un po' in modo casuale fino al momento della sedimentazione (ad es. Anche con un interruttore scorrevole la resistenza del contatto varierà al movimento)

Succede con tutti gli interruttori; scorrimento, pulsante, relè, ecc., sebbene i contatti scorrevoli o bagnati (ad es. mercurio) siano migliori. Succede anche all'apertura dell'interruttore, non solo alla chiusura. Alcuni sono migliori di altri: puoi ottenerne alcuni terribili che rimbalzano per decine di ms e alcuni buoni che si stabilizzano entro <5ms.

Per aggiungere altro sull'apertura dell'interruttore, è dovuto alle superfici irregolari che si aprono in modo non perfettamente perpendicolare. La resistenza ampiamente variabile che ciò crea appare simile al rimbalzo durante la chiusura. Quando viene rilasciata la pressione, una parte del contatto può disimpegnarsi, ma un'altra parte può ottenere brevemente una resistenza inferiore rispetto a prima, più irregolare è la superficie e maggiore è una forza angolare tra i contatti, più è probabile che questo effetto sia pronunciato essere.

Sebbene appaia liscia ai nostri occhi, la superficie del rame sembra piuttosto diversa al microscopio:

Pensa al contrario. Che cosa succede se ti viene assegnato il compito di progettare uno switch che non rimbalzi all'apertura. Come garantiresti a livello microscopico che i due conduttori si allontanino sempre monotonicamente senza alcuna azione di pulizia (scorrimento, che può causare aperture e chiusure momentanee)? Devi considerare che tutto è una molla a quel livello, non importa quanto possa sembrare rigido a livello macroscopico. Anche se fosse possibile in qualche modo non avere alcuna azione di pulizia quando i contatti si separano, come si garantisce che non vi sarà alcuna oscillazione dei contatti mentre si allontanano? Devi considerare che la velocità inizia da 0, quindi anche un po 'di gioco o di squilli dovuti alla rottura dell'attrito statico può essere significativo.

Pensaci e descrivici un interruttore meccanico a secco che non rimbalzerà se pensi davvero che sia possibile.

Negli anni '50 e nei primi anni '60 ho lavorato come ingegnere elettrico in un team di progettazione di alimentatori in corrente continua regolati ad alta corrente (> 100 amp). Avevamo usato amplificatori magnetici per il controllo, ma poi hanno iniziato a comparire quelli che abbiamo chiamato SCR (raddrizzatori controllati al silicio, ora chiamati tiristori). Erano molto suscettibili ai sovraccarichi e sarebbero saltati più velocemente dei fusibili disponibili, quindi un modo per proteggerli era un "piede di porco", ovvero un interruttore che cortocircuitava l'avvolgimento secondario del trasformatore, in modo che l'alimentazione venisse interrotta dagli SCR e si brucerebbero i fusibili nella linea di alimentazione: il pesante trasformatore e il suo cablaggio potrebbero sopportare lo shock in modo sicuro. Il guaio era che c'era un sacco di pericoloso, e spaventosamente rumoroso, che scintillava quando l'interruttore inevitabilmente rimbalzò. Gli ingegneri intelligenti nel laboratorio di ricerca hanno progettato un "

Come ricordo da un film ad alta velocità dell'interruttore, un contatto superiore è sceso su uno inferiore e la combinazione è stata sospesa in modo che rimanessero insieme mentre si riavvolgevano e oscillavano su e giù. Quando ne abbiamo provato uno, in effetti non c'erano scintille dall'interruttore, ma una connessione allentata al trasformatore si è interrotta con un botto onnipotente. (prima che le t dotters e gli eye crosser si lamentino, sì, lo so che dovrebbe esserci "non c'è stata alcuna scintilla", ma quello che ho scritto suona più come la realtà)