Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Electrical and thermal analysis for the copper removal process in an electric furnace

Zybała Radosław, Golak Sławomir, Sak Tomasz, Madej Piotr

Computer Methods in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, No. 4

31--44

EN

The article presents an electrical model of a resistance furnace with two electrodes encompassing the generation of Joule heat. The characteristic feature of this model was the consideration of contact resistance between the electrodes and the slag. A series of analyses were conducted based on this model. Firstly, the impact of contact resistance on current flow and Joule heat generation in the furnace was assessed, demonstrating its significant importance. A separate group of analyses focused on the spatial configuration of the furnace and its interaction with the aforementioned phenomena. The impact of symmetric and asymmetric electrodes immersion was analysed. In addition to the impact on current flow, the study also demonstrated the influence on the natural convection mechanism described by the proposed measures of the spatial non-uniformity of heat generation. The research showed that symmetric electrode immersion allows for the generation of more heat in the system at a constant voltage. Asymmetric electrodes immersion causes an increase in the non-uniformity of heat generation, which translates into a higher intensity of natural convection.

2

Problemy korozyjne struktury połączenia metalizacyjnego poszycia statku powietrznego - wybrane problemy

Ciężak Patryk, Gębura Andrzej, Szawłowski Sergiusz, Kwiatkowski Tadeusz, Handzel Kacper, Paszek Sławomir, Marcinkowska Maria, Kowalczyk Henryk, Olkowicz Klaudia

Journal of KONBiN

|

2021

|

Vol. 51, iss. 4

91--105

PL

Artykuł ujmuje kompleksowo problemy korozyjne związane ze strukturą obwodów powrotnych wojskowych statków powietrznych o metalowej konstrukcji kadłuba. Autorzy opisują problemy związane z wykorzystaniem kadłuba jako obwodu powrotnego prądu elektrycznego, w szczególności z przewodami minusowymi łączącymi kadłub z zaciskami minusowymi odbiornika lub źródła, rzadko poruszane w literaturze naukowej z uwagi na "trywialność" zagadnienia. Aby zmniejszyć błąd pomiarowy, autorzy do pomiarów rezystancji poszycia kadłuba wykorzystują metodę techniczną o natężeniu prądu probierczego zwiększanego proporcjonalnie do pola powierzchni i stopnia sfałdowania powierzchni stykowej.

EN

The article comprehensively describes corrosion problems related to the structure of ground-return circuits of military aircraft with metal fuselage structure. The authors describe problems related to the usage of the fuselage as a ground-return circuit of electric current, especially with negative circuits connecting the fuselage with negative terminals of the receiver or the source, rarely discussed in the scientific literature due to the triviality of the problem. Given the necessity to reduce the measurement error, the authors use a technical method for measuring the resistance of the fuselage fabric covering with the intensity of test current increased in proportion to the surface area and the degree of folding the contact surface.

3

Wpływ momentu dokręcania na wartość rezystancji połączenia żył przewodów

Skibko Zbigniew

Elektro Info

|

2020

|

nr 5

52--53

PL

W artykule przedstawiono podstawy teoretyczne związane z występowaniem rezystancji w układach elektrycznych. Podano również wyniki badań laboratoryjnych pokazujących wpływ momentu dokręcenia śruby w zaciskach śrubowych i główkowych na wartość rezystancji połączenia.

EN

The article presents theoretical fundamentals related to the occurrence of contact resistance in electrical systems. The results of laboratory tests showing the effect of screw tightening torque in screw terminals or screw terminal block on the value of contact resistance are also given.

4

Mathematical Model Predicting the Heat and Power Dissipated in an Electro-Conductive Contact in a Hybrid Woven Fabric

Hertleer Carla, Meul Jeroen, De Mey Gilbert, Vasile Simona, Odhiambo Sheilla A., Van Langenhove Lieva

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

133--139

EN

Electro-conductive (EC) yarns can be woven into a hybrid fabric to enable electrical current to flow through the fabric from one component A to another component B. These hybrid fabrics form the bases of woven e-textiles. However, at the crossing point of an EC yarn in warp and in weft direction, there is a contact resistance and thus generation of heat may occur in this area. Both phenomena are inseparable: if the contact resistance in the EC contact increases, the generated heat will increase as well. Predicting this electrical and thermal behavior of EC contacts in hybrid woven fabrics with stainless steel yarns is possible with a mathematical model based on the behavior of a metal oxide varistor (MOV). This paper will discuss in detail how this can be achieved.

5

Effect of nanocontacts on transient states in electrical circuits

Wawrzyniak Maciej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 6

110--1116

EN

This paper proposes a model of mechanical switch with stretched nanocontacts based on an analysis of the mechanisms of electron transport within a nanocontact. We use the model proposed to derive equations describing the current in a circuit with an opening switch. The measurement data and the calculation results confirm that nanocontacts substantially modify transient states in the studied circuit and therefore their effect must be taken into account in theoretical analysis.

PL

W artykule na podstawie analizy mechanizmów transportu elektronów w obrębie nanozłączy zaproponowano model łącznika mechanicznego z rozciąganymi nanozłączami. Na podstawie modelu wyprowadzono wzory opisujące prąd płynący w obwodzie elektrycznym podczas otwierania łącznika. Wyniki pomiarów i obliczeń potwierdziły, że nanozłącza w sposób znaczny modyfikują stany nieustalone prądu w badanym obwodzie, co potwierdza konieczność uwzględnienia tego efektu w analizie teoretycznej.

6

Semiconductor contact layer characterization in a context of hall effect measurements

Kowalewski Andrzej, Wróbel Jarosław, Boguski Jacek, Gorczyca Kinga, Martyniuk Piotr

Metrology and Measurement Systems

|

2019

|

Vol. 26, nr 1

109--114

EN

A revision of the standard approach to characterization of thin-semiconductor-layer Hall samples has been proposed. Our results show that simple checking of I(V) curve linearity at room temperature might be insufficient for correct determination of bias conditions of a sample before measurements of Hall effect. It is caused by the nonlinear behaviour of electrical contact layers, which should be treated together with the tested layer a priori as a metal-semiconductor-metal (MSM) structure. Our approach was examined with a Be-doped p-type InAs epitaxial layer, with four gold contacts. Despite using full high-quality photolithography a significant asymmetry in maximum differential resistance (Rd) values and positions relative to zero voltage (or current) value was observed for different contacts. This suggests that such characterization should be performed before each high-precision magneto-transport measurement in order to optimize the bias conditions.

7

Physical and Electrical Properties of Silver-Matrix Composites Reinforced with Various Forms of Refractory Phases

Borkowski P., Pietrzak K., Frydman K., Wójcik-Grzybek D., Gładki A., Sienicki A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

817--823

EN

This paper presents technological trials aimed at producing Ag-W, Ag-WC, Ag-W-C and Ag-WC-C composite contact materials and characterizing their properties. These materials were obtained using two methods, i.e. press-sinter-repress (PSR) at the refractory phase content of less than 30% by weight as well as press-sinter-infiltration (PSI) at the refractory phase content of ≥50% by weight). The results of research into both the physical and electrical properties of the outcome composites were shown. They include the analysis of the influence of the refractory phase content (W or WC) on arc erosion and contact resistance changes for the following current range: 6 kAmax in the case of composites with a low refractory phase content, 10 kAmax in the case of composites with the refractory phase content of ≥50% by weight.

8

Effect of Fe Content on the Contact Resistance of Electroplated Au-Fe Alloy Layers

Park H. S., Son I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 3

1503--1507

EN

In this study, variations in the contact resistance of electroplated Au-Fe alloy layers with Fe content were investigated. The contact resistance of electroplated Au-Fe alloy layers that were subject to thermal aging at 260°C in the atmosphere, tended to increase significantly with an increase in the Fe content. Through an analysis method employing X-ray photoelectron spectroscopy (XPS/ESCA) and Auger electron spectroscopy (AES), Ni oxides, such as NiO and Ni2O3, on the surface of the thermally aged electroplated Au-Fe alloy layers were observed. It is believed that the Ni oxide existing on the surface diffused from the underlying electroplated Ni layers to the surface through the grain boundaries in the electroplated Au-Fe layers during the thermal aging. As the Fe content in the electroplated Au-Fe layers increased, the grain size decreased. As the grain size decreases, more Ni oxide was detected on the surface. Therefore, with a rise in the Fe content, more Ni diffuses to the surface via grain boundaries, and more Ni oxide is formed on the surface of the electroplated Au-Fe layers, increasing the contact resistance of the electroplated Au-Fe alloy layers.

9

Study of the Contact Resistance of Interlaced Stainless Steel Yarns Embedded in Hybrid Woven Fabrics

Vasile S., Deruck F., Hertleer C., De Raeve A., Ellegiers T., De Mey G.

Autex Research Journal

|

2017

|

Vol. 17, no. 2

170--176

EN

The contact resistance of two interlacing electro-conductive yarns embedded in a hybrid woven fabric will constitute a problem for electro-conductive textiles under certain circumstances. A high contact resistance can induce hotspots, while a variable contact resistance may cause malfunctioning of the components that are interconnected by the electro-conductive yarns. Moreover, the contact robustness should be preserved over time and various treatments such as washing or abrading should not alter the functioning of the electro-conductive textiles. The electrical resistance developed in the contact point of two interlacing electro-conductive yarns is the result of various factors. The influence of diameter of the electro-conductive stainless steel yarns, the weave pattern, the weft density, and the abrasion on the contact resistance was investigated. Hybrid polyester fabrics were produced according to the design of experiments (DoE) and statistical models were found that describe the variation of the contact resistance with the selected input parameters. It was concluded that the diameter of the stainless steel warp and weft yarns has a statistically significant influence on the contact resistance regardless of the weave. Weft density had a significant influence on the contact resistance but only in case of the twill fabrics. Abrasion led to an increase in contact resistance regardless of the weave pattern and the type of stainless steel yarn that was used. Finally, a combination of parameters that leads to plain and twill fabrics with low contact resistance and robust contacts is recommended.

10

Gęstość prądu i temperatura w stykach elektrycznych o profilowanych powierzchniach zestykowych

Pruszyński P., Butryło B.

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2016

|

R. 84, nr 8

10--13

PL

Przedstawiono wyniki badań zmiany kształtu powierzchni stykowych w postaci przekładek między końcówką kablową a stykiem aparatu kompaktowego powodującego poprawę warunków przewodzenia w zestyku.

EN

The article presents the results of research on the surface profile of electric contacts in forms of inter layers between the cable point and the compact unit point, generating better conduction of contact.

11

Investigation of contact resistance influence on power cable joint temperature based on 3-d coupling model

Luo H., Cheng P., Liu H., Kang K., Yang F., Yang Q.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 5

9--12

EN

Aiming at the overheating problem of cable joint, a 3-D finite element model of a single-core cable joint considering the coupling of electromagnetic field and temperature field has been built. In order to consider the heat losses generated by contact resistance of cable joint, the equivalent conductivity is calculated. The validity of the model and calculation method is verified by the comparison with analytical values.

PL

Do analizy zagadnienia przegrzania połączenia kablowego zbudowano trójwymiarowy model MES przy uwzględnieniu sprzężenia pola elektromagnetycznego i temperaturowego. W celu określenia strat ciepła wytwarzanego w rezystancji styku połączenia kablowego obliczono konduktywność zastępczą.

12

Dynamic resistance measurements of MV switch-disconnector contacts

Banaszczyk J., Oramus P., Domurad Z., Piekarski P.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2015

|

Nr 46

17--20

EN

Dynamic Resistance Measurement (DRM) is an effective technique for diagnosing the condition of high power switch contacts. Moreover, the technique can be used to predict the allowable number of switching operations that can be carried out before maintenance of the apparatus is necessary. Since coating materials are characterized by different mechanical and electrical properties, the DRM method can help predict the performance and improve the design of existing high power switches. In this paper both static and dynamic contact resistance measurements for new and worn contact sets of a standard MV switch-disconnector are presented. The contact resistance was measured both in function of the DC injected current magnitude, as well as the number of executed switching operations. The measurements were performed by means of the 4-wire method, and a high speed acquisition digital oscilloscope was used to register the DRM curves.

PL

Pomiar dynamicznej rezystancji styków jest skuteczną metodą diagnostyki stanu aparatu zestykowego. Metoda ta może być wykorzystana do przewidywania możliwej liczby operacji łączeniowych, które mogą być przeprowadzone przed wymaganym przeglądem technicznym urządzenia. Z uwagi na fakt, iż różne materiały stykowe charakteryzują się zróżnicowanymi parametrami mechanicznymi i elektrycznymi, metoda pomiarowa zaprezentowana w artykule może zostać użyta do poprawy istniejących konstrukcji łączników elektroenergetycznych. Niniejszy artykuł przedstawia wyniki pomiarów statycznej oraz dynamicznej rezystancji styku przeprowadzonych dla rozłącznika średniego napięcia. Rezystancję styku zmierzono w funkcji prądu przepływającego przez badany zestyk oraz w funkcji liczby przeprowadzonych operacji łączeniowych, odpowiednio dla nowego i eksploatowanego układu stykowego. Pomiary wykonano przy użyciu czteroprzewodowej metody, z wykorzystaniem cyfrowego oscyloskopu zapewniającego wysoką częstotliwość próbkowania.

13

Low voltage relay contact resistance change influence by short-circuit current

Książkiewicz A., Janiszewski J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2015

|

Vol. 17, no. 4

600--603

EN

Electromagnetic relays are exposed to switching phenomena during its service life. These phenomena may include making of a short circuit, resulting in current flow of significant value for the relay contacts. This current influences the contacts surface and thus the value of the contact resistance, which is an important exploitation parameter for electromagnetic relays.The aim of the study is to analyze the impact of current flow of substantial value on the electric contact resistance of the relay contacts. Significant changes in the resistance after each switching cycle is observed.

PL

Przekaźniki elektromagnetyczne w trakcie swojej eksploatacji są narażone na niekorzystne zjawiska łączeniowe. Do narażeń tych można zaliczyć m.in. załączenie obwodu zwartego, co skutkuje przepływem prądu o znacznej wartości przez styki przekaźnika. Przepływ tego prądu, któremu w początkowej fazie może także towarzyszyć łuk elektryczny, wpływa na stan powierzchni styczek, a tym samym na wartość rezystancji zestykowej, będącej istotnym parametrem eksploatacyjnym przekaźników. Celem pracy jest analiza oddziaływania procesów załączania prądu o znacznej wartości na rezystancję zestykową przekaźników. Obserwowane są znaczne zmiany tej rezystancji po każdym cyklu łączeniowym.

14

Łączniki nowe i eksploatowane – porównanie charakterystycznych czasów działania

Pawłot M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2014

|

R. 90, nr 3

203--206

PL

W artykule przedstawiono porównanie charakterystycznych czasów działania łączników elektromagnetycznych fabrycznie nowych i będących w wieloletniej eksploatacji. Analizie poddano takie parametry łączników jak czas załączania wyłączania, niejednoczesność zamykania oraz porównano ilość występujących odskoków przy zamykaniu. W wyniku wieloletniej eksploatacji łączników oprócz zmian ich parametrów cieplnych zmianie ulegają parametry wynikające ze zużycia mechanicznego łącznika w stosunku do fabrycznie nowego.

EN

The article presents a comparative analysis of the operating time parameters concerning brand new swithches and the ones that have been in use for many years. Such parameters as making and breaking times, anticoincidence of the closures, and the number of rebounds at the closing have been analyzed. As compared to brand new switches, switches that have been used for many years, aside with changes in their thermal parameters, exhibit parameter changes resulting from the mechanical wear.

15

Electrical contact temperature change after short-circuit current

Książkiewicz A., Janiszewski J.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2014

|

No. 78

65--70

EN

Theoretical analysis is preformed concerning temperature rise of electrical contacts exposed to short-circuit current. This temperature is calculated for three different contact materials: AgNi, AgCdO and AgSnO2, used in low voltage electromagnetic relays. An assumption is made that the heat process is adiabatic. Amount of heat is calculated based on let-through energy (Joules heat) of miniature circuit breaker and on real electrical contact resistance. A simplified model of electrical contact heating is proposed.

16

Vacuum switches contact resistance

Janiszewski J., Książkiewicz A.

Computer Applications in Electrical Engineering

|

2014

|

Vol. 12

227--236

EN

Contact resistance of coupled electrodes, in particular the ones used in high current switches, is a fundamental parameter in determining their rated current (continuous operation) and limit theirs short-circuit current (above which contacts are welded). The paper presents the simulation results of the transition resistance of selected types of contacts calculated with different mathematical models, and assess the extent of their compliance with the results of real objects.

17

Application Examples for the Different Measurement Modes of Electrical Properties of the Solar Cells

Musztyfaga-Staszuk M., Dobrzański L.A., Rusz S., Staszuk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

247--252

EN

The aim of the paper was to apply the newly developed instruments ‘Corescan’ and ‘Sherescan’ in order to measure the essential parameters of producing solar cells in comparison with the standard techniques. The standard technique named the Transmission Line Method (TLM) is one way to monitor contacting process to measure contact resistance locally between the substrate and metallization. Nowadays, contact resistance is measured over the whole photovoltaic cell using Corescanner instrument. The Sherescan device in comparison with standard devices gives a possibility to measure the sheet resistance of the emitter of silicon wafers and determine of both P/N recognition and metal resistance. The Screen Printing (SP) method is the most widely used contact formation technique for commercial silicon solar cells. The contact resistance of manufactured front metallization depends of both the paste composition and co-firing conditions. Screen printed front side metallization and next to co-fired in the infrared conveyor furnace was carried out at various temperature from 770°C to 920°C. The silver paste used in the present paper is commercial. The investigations were carried out on monocrystalline silicon wafers. The topography of co-fired in the infrared belt furnace front metallization was investigated using the atomic force microscope and scanning electron microscope (SEM). There were researched also cross sections of front contacts using SEM microscope. Front contacts of the solar cells were formed on non-textured silicon surface with coated antireflection layer. On one hand, based on electrical properties investigations using Sherescan instrument it was obtained the knowledge of the emitter sheet resistance across the surface of a wafer, what is essential in optimizing the emitter diffusion process. On the other hand, it was found using Corescan instrument that the higher temperature apparently results in a strongly decreased contact resistance.

PL

Celem pracy było zastosowanie niedawno opracowanych urządzeń. Corescan” i „Sherescan” do zmierzenia zasadniczych parametrów wytwarzanych ogniw słonecznych w porównani z standardowymi technikami. Standardowa technika nazywana metodą linii transmisyjnych TLM (ang. Transmission Line Method) jest jednym ze sposobów monitorowania procesu pomiaru rezystancji strefy połączenia elektrody z podłożem. Obecnie, rezystancja kontaktu ogniwa słonecznego jest mierzona przy użyciu urządzenia Corescan. Urządzenie Sherescan w porównaniu ze standardowymi urządzeniami daje możliwość pomiaru rezystancji powierzchniowej warstwy dyfuzyjnej emitera płytek krzemowych i rozpoznania typu przewodności P/N i rezystancji kontaktu. Obecnie większość krzemowych ogniw fotowoltaicznych produkowanych na skalę przemysłową wytwarza się z zastosowaniem metody sitodruku do nanoszenia przedniej i tylnej metalizacji. Rezystancja kontaktu wytworzonej przedniej metalizacji zależy zarówno od składu pasty i warunków wypalania. Elektrodę przednią nadrukowano metodą sitodruku, a na- stępnie wypalano w piecu taśmowym w zakresie temperatury od 770°C do 920°C. W niniejszej pracy zastosowano komercyjną pastę srebrną. Badania wykonano na płytkach krzemowych monokrystalicznych. Topografię powierzchni wypalanej w piecu taśmowym przedniej elektrody wykonano stosując mikroskop sił atomowych i skaningowy mikroskop elektronowy. Zbadano również przekroje poprzeczne przednich elektrod stosując skaningowy mikroskop elektronowy. Elektrody przednie ogniw słonecznych wytworzono na powierzchni krzemowej nieteksturowanej z naniesioną warstwą antyrefleksyjną. Na podstawie uzyskanych badań własności elektrycznych za pomocą urządzenia Sherescan stwierdzono, że w zakresie temperatury od 770°C do 920°C, rezystancja właściwa kontaktu mieści się w zakresie 0.43÷1,01 μ Ω/ i rezystancja warstwowa kontaktu mieści się w zakresie 0,28÷0.67 mΩ/ krzemowego ogniwa fotowoltaicznego. W wyniku badań własności elektrycznych wykonanych z wykorzystaniem urządz.enia Corescan uzyskano szczegółową mapę powierzchni oporu styku pomiędzy emiterem a warstwą metalizacji ogniw słonecznych.

18

Thermal and electrodynamic characteristics of electrical contacts in steady state

Książkiewicz A., Batura R.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2013

|

No. 74

137--142

EN

In this paper results of theoretical analysis of the thermal and electrodynamic characteristics of electrical contacts are presented. Influences of contact material on temperature changes are discussed. Real contact area impact on electrodynamics of electrical contacts is analysed.

19

Porównanie cieplne łączników elektromagnetycznych nowych i eksploatowanych

Pawłot M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 7a

309-311

PL

W artykule przedstawiono porównanie parametrów cieplnych łączników fabrycznie nowych i będących w wieloletniej eksploatacji. Badania dotyczyły pomiarów temperatury zestyku łącznika i spadku napięcia na mostku stykowym. W wyniku badań stwierdzono, że w trakcie eksploatacji zmienia się rezystancja zestykowa oraz warunki oddawania ciepła zdefiniowane kształtem krzywych nagrzewania.

EN

Thermal parameters of new switches and of the ones that have been operated for many years have been compared in the paper. The testing included measurements of temperature at switch contacts and voltage drop at contact junction. The testing has shown that operation processes bring about changes in contact resistance and heat-transfer conditions defined by the shape of heating curves.

20

Coupled mechanical-electrical identification of the contact resistance in the stranded electric power cable

Zeroukhi Y, Napieralska-Juszczak E., Komeza K., Morganti F., Vega G

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2012

|

Vol. 55, nr 2

921--923

EN

Purpose: To analyse the phenomena in the stranded cable it is necessary to know how the contact resistance influenced the current repartition in the cable. The aims of our research are to find the dependence of the cable resistance on the design parameters. Design/methodology/approach: When current passes from one wire to another, the crucial parameter is the resistance of the contact region. The paper presents a method by which this region can be identified and relevant resistance measured. Comprehensive simulations were conducted for different types of wires and cables to assess the influence of design parameters on the current distribution and uniformity. Findings: The found in the course of the work was a method of identification of contact resistance and elaboration of parameters dependence. Research limitations/implications: The future research will be focused on the taking into account the nonhomogenity of the contact area. Practical implications: The presented method will by apply for the optimisation of design of the stranded electric power cable. Originality/value: The novelty is in the way the contact region is identified where current passes from one filament to another. Original relationships have been proposed showing the dependence of the contact region resistance on the design parameters of the cable and mechanical stress.