Características de materiais de contato em relés e contatores

Nesse artigo iremos falar sobre as características das ligas metálicas usadas em relés e contatores, sobre a aplicação de cada uma, e indicações quando e como utilizar.

Tipos de materiais de contato em dispositivos de chaveamento elétrico.

O material de contato do relé certo para o relé e de vital importância na sua aplicação e influencia severamente na sua confiabilidade e durabilidade.

Contatos de Prata e Níquel AgNi

Essa é a liga padrão na maioria do relés, possui uma boa condutividade e baixa resistividade, bem como uma boa dureza proporcionada pelo liga de prata e níquel. Possuí uma resistência mediana a soldagem (também conhecida como fusão, que causa a “colagem” do contatos), e ao desgaste causado pelo arco. Pode chavear cargas resistivas e levemente indutivas em correntes nominais de até 10 A e pico de 20 até 25 A.

Contatos de Prata Níquel revestidos com Ouro AgNi+Au

Contatos feitos de liga de Prata e níquel com revestimento de ouro possuem uma ampla gama de aplicações e uso. Conforme já explicamos no artigo sobre contato de ouro em relés e corrosão, o ouro (embora seja mais sensível a cargas maiores e tenha uma maior resistividade), apresenta uma maior resistência a corrosão e oxidação causada pelo ambiente. Isso é importante em aplicações onde é vital preservar a condutividade do contato seja num ambiente agressivo ou ao chavear uma carga mais baixa num ambiente normal.

Principais aplicações de AgNi+Au

Geralmente apenas relés são revestidos com ouro pois o chaveamento de cargas mais altas remove o revestimento de ouro dos contatos, por isso se recomenda o uso de relés com 10  μ de ouro (porém isso depende da carga chaveada, cargas menores podem obter bom desempenho mesmo com 0,2  μ de ouro), ambientes expostos à alta salinidade e gases corrosivos sentem uma severa melhora no uso de relés com  10 μ de ouro, outra aplicação em que se recomenda o uso de contatos revestidos com ouro pois isso evita a formação de material corrosivo no contato do relé o que preserva sua condutividade e capacidade comutação.

• Ambientes com alta salinidade (10 μ de ouro)
• Ambientes com gases corrosivos (10 μ de ouro)
• Chaveamento de pequenas cargas (10 μ de ouro)
• Proteção contra a corrosão na armazenagem (0,2 μ de ouro)

Contatos de Prata e Dióxido de estanho AgSnO₂

Prata e dióxido de estanho (AgSnO₂) é um material não tóxico, em comparação com a liga de prata e dióxido de cádmio (AgCdO), e apresenta uma boa e estável resistência a soldagem, bem como uma resistência à erosão causada pelo arco elétrico.

Possui também uma melhor resistência à erosão do que AgCdO na faixa de 500 ~ 3000 A, e mostra a melhor resistência de soldagem do que as ligas de AgCdO e AgNi ao comutar cargas capacitivas e de lâmpadas.

Enquanto estiver sob carga resistiva AC, a resistência de um contato de AgSnO2 é um pouco maior do que a de um de AgCdO, mas mostra resistência baixa e estável em cargas de corrente contínua como de lâmpadas  e motores (tais como relés de automóveis). Em condições de corrente contínua, AgSnO2 tem menos transferência de material em comparação com AgCdO.

Principais aplicações do AgSn0₂

Amplamente utilizado para contatores AC de média ou grande capacidade, e interruptores de corrente alternada de grande potência (mais do que 50 kW), contatores DC, relés de alimentação AC / DC, equipamentos de automóvel, e disjuntores de baixa tensão de capacidade pequena ou média.

• Cargas de lâmpadas
• Cargas de reatores
• Cargas capacitivas
• Correntes de pico elevadas acima de 16 A até 120A^[1]

Contatos de Prata e dióxido de Cádmio

Já foi amplamente utilizado em relés grande e média capacidade para o chaveamento de cargas indutivas, (geralmente em corrente nominal de até 30A e pico de 50A), contatores, disjuntores AC/DC de médio e pequeno porte, porém seu uso vem sendo desencorajo por ser tóxico.

O Cádmio é um dos metais pesados mais tóxicos que existem, e não obstante suas inúmeras aplicações industriais, em grandes quantidades pode provocar severos problemas ambientais, pois assim como outros metais pesados tóxicos é organocumulativo e seu descarte desmedido causa contaminação da água e do solo.

Contatos de Prata e dióxido de Estanho revestidos de tungstênio AgSnO₂+W

Dispositivos de chaveamento que utilizam contatos construídos com liga de Prata, dióxido de estanho e tungstênio são usados para chavear altíssimas correntes de pico chegando até 800 A^[2], tais cargas são encontradas por exemplo em desfibriladores, e dispositivos de iluminação como reatores eletrônicos e grandes circuitos de lâmpadas de descarga.

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1. Varia conforme as especificações do contato como tamanho e outros revestimentos combinados na liga
2. Ver CHI14 relé de potência para altas correntes de pico