Kontaktron – przy jakiej wartości amperozwojów (AT) działa? Modele PIC HSR-0025TSM, ZW-103, zakresy czułości

Pytanie

przy ilu amperozwojach działa kontaktron

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Kontaktron nie ma jednej stałej wartości zadziałania; jego styki zamykają się przy określonej sile magnetomotorycznej wyrażonej w amperozwojach (AT).
• Typowe zakresy „pull-in AT” wynoszą:
  • wysokoczułe: ≈ 2 – 15 AT (np. PIC HSR-0025TSM – min. 2 AT)
  • średnia czułość: ≈ 15 – 40 AT
  • niskoczułe / dużej mocy: ≈ 40 – 120 AT (np. ZW-103 – 40 ÷ 60 AT)
• Dokładną wartość określa karta katalogowa konkretnego modelu i zwykle mieści się w przedziale 5 – 60 AT dla zastosowań ogólnych.

Szczegółowa analiza problemu

1. Definicja i teoria

Amperozwój (AT, Ampere-Turn) = N × I
N – liczba zwojów cewki; I – prąd w amperach.
Siła magnetomotoryczna MMF [AT] wytwarza strumień magnetyczny B, który przy odpowiednio dużej wartości przyciąga ferromagnetyczne piórka kontaktronu, powodując zwarcie (NO) lub rozwarty (NC) styk.

Typowe parametry:
• Pull-in AT (Must Operate) – minimalna MMF potrzebna do pewnego zadziałania.
• Drop-out AT (Must Release) – MMF, przy której styk wraca do stanu spoczynkowego; zwykle 50–70 % wartości pull-in ze względu na histerezę magnetyczną.

2. Klasy czułości i przykładowe wartości

3. Czynniki wpływające na wartość AT

• Geometria i grubość piórek (Ni-Fe 52 %).
• Wielkość szczeliny między stykami.
• Gaz wypełniający (N₂, Ar, próżnia).
• Temperatura (ΔB/ΔT ~ –0,1 %/°C).
• Położenie i orientacja w cewce; obecność materiałów ferromagnetycznych.
• Tolerancje produkcyjne (typowo ±2 AT dla wysokoczułych, ±5 AT dla standardowych).

4. Praktyczne obliczenia

Przykład: potrzebny jest kontaktron 20 AT w cewce 250 zwojów.
Prąd zadziałania
\[ I = \frac{AT}{N} = \frac{20}{250} = 0{,}08\ \text{A} = 80\ \text{mA} \]

Dla pewności projektuje się MMF o 20–30 % wyższą (≈ 25 AT) uwzględniając tolerancje i starzenie.

Aktualne informacje i trendy

• Producenci przesuwają dolną granicę czułości do 1–2 AT, co umożliwia sterowanie miniaturowym magnesem NdFeB przy znikomym poborze prądu.
• W przekaźnikach reed relay obserwuje się integrację z układami scalonymi (IC-reeds) umożliwiającą sterowanie logiką 1,8 V przy kilkudziesięciu mA.
• Trend na hermetyczne kontaktrony w obudowach SMD (najmniejsze 4 mm) dla rynku IoT i medycznego.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Histereza: różnica pull-in/drop-out stabilizuje kontakt i eliminuje drżenie styków.
• Powłoki styków (Ru, Rh, Ir) decydują o prądzie przełączanym (od 10 mA do 3 A w specjalnych konstrukcjach).
• Jednostka alternatywna: mT (miliTesla); 1 AT na standardowej cewce testowej Standex ≈ 0,128 mT.

Aspekty etyczne i prawne

• Brak szczególnych regulacji poza ogólnymi normami bezpieczeństwa niskiego napięcia (LVD) i RoHS/REACH co do składu materiałów.
• W czujnikach bezpieczeństwa (np. bariery magnetyczne) należy spełnić EN ISO 14119 (bezpieczeństwo maszyn).

Praktyczne wskazówki

1. Sprawdź „Must Operate AT” w datasheet – to wartość krytyczna.
2. Zaprojektuj cewkę: dobierz drut tak, by spełnić AT przy dopuszczalnej temperaturze uzwojenia (∆T < 40 °C).
3. Zachowaj margines 30 % na tolerancje i starzenie.
4. Przy obciążeniach indukcyjnych dodaj diodę zwrotną lub RC/TVC.
5. Ekran magnetyczny (blacha µ-metal) pozwala zmniejszyć zakłócenia pól zewnętrznych.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Zbyt mała MMF skutkuje drżeniem lub niepewnym zadziałaniem.
• Zbyt duża MMF może spowodować trwałą deformację piórek (wąski margines > 200 % AT).
• Dane katalogowe dotyczą pola jednolitego w osi kontaktronu; ustawienie boczne wymaga większego AT.

Sugestie dalszych badań

• Analiza wpływu impulsowych pól magnetycznych (PWM) na żywotność kontaktów.
• Porównanie kontaktronów z czujnikami Hall-effect pod kątem zużycia energii i niezawodności w środowisku EMC.
• Badanie nowych stopów amorficznych na piórka w celu dalszego obniżenia AT.

Krótkie podsumowanie

Kontaktron reaguje na siłę magnetomotoryczną, a nie bezwzględny prąd. Typowy przedział zadziałania to 5 – 60 AT, przy czym wysokoczułe konstrukcje zaczynają od 2 AT, a „twarde” do aplikacji mocy dochodzą do 120 AT. Dokładną wartość należy odczytać z karty katalogowej i dodać rozsądny margines projektowy.