Physique du contact électrique
Une physique non linéaire qui nécessite une approche multiphysique.
Modélisation des contacts électriques
Cette physique fortement non linéaire est difficilement abordable sans l’aide d’une approche multiphysique. Les nombreux phénomènes imbriqués deviennent ainsi exploitables et compréhensibles. La modélisation numérique du point de contact électrique s’avère indispensable pour comprendre, puis agir.
Nous abordons tous types de contacts électriques de puissance, de commande, RF : permanents, brasés, rivetés, sertis, boulonnés sur busbars, clinchés, à déplacement de matière, glissants, à ouverture rapide, à lames, télécommandés, au travers de vias sur PCB, etc.
Nos méthodes de modélisation de contacts électriques concernent tous types de géométries de contacts : géométrie sphère/plan, plan/plan, et autres.
Grâce à ces méthodes, notre laboratoire est en mesure de déterminer divers phénomènes :
- courbes de flexion, analyse de fatigue,
- chute de tension (voltage drop) au niveau du contact,
- effet joule, densité de courant, changement d’état des matériaux,
- déformation plastique et élastique sur la zone de contact,
- résistivité surfacique, pénétration de contact,
- élévation de température (échauffement du contact),
- derating, forces et pression de contact,
- frottement tangentiel et normal,
- forces de Laplace, modes propres du contact,
- comportement aux accélérations, aux vibrations ou aux chocs, etc.
Comprendre, c’est agir.
Modélisation de contacts électriques
Strictions discoïdes
Modèle Ohmique
Plusieurs modélisations sont possibles, dont la représentation discoïde des strictions. Les îlots sont constitués de disques de conduction par lesquels transite l’intégralité de la densité de courant sous forme « linéaire ».
Striction "ballistique"
Modèle de Fermi
D’autres modèles sont envisageables, plus proche de la réalité microscopique, comme le modèle intermédiaire ou le modèle balistique de Fermi.
Résistances de film
Pollution à l’interface
Selon l’épaisseur de la couche de film « isolante » trouvée sur la surface de contact, le film peut se comporter alors de deux manières différentes : selon le cas de figure, il peut suivre la loi de Schottky ou il peut conduire par « effet tunnel ».
Strictions discoïdes
Îlots de contact
Intermétalliques IMC
Loi de la diffusion
Nos modèles de contact peuvent, le cas échéant, intégrer la loi de diffusion à prendre en considération dans le comportement intermétallique entre la couche de protection superficielle protégeant le contact de la corrosion et le substrat assurant les caractéristiques mécaniques comportementales du contact.
Densité de courant
Le courant circulant sous forme de densité est à l’origine de nombreux phénomènes dont l’échauffement thermique des contacts susceptible d’endommager les revêtements des matériaux et de modifier les caractéristiques intrinsèques du substrat, par perte d’élasticité, fluage, relaxation…
Modélisation de contacts électriques
Courbes de derating
Effet Joule
L’effet Joule est la résultante d’une densité de courant au travers un élément de conduction résistif, sous l’effet d’une temperature environnante.
Voltage drop
Résistance de contact
La résistance de contact est la résultante d’un réseau d’équipotentialités autour du contact, à l’origine d’un champ électrique au travers d’un matériau à conduction résistive.
Force de contact
Pression de contact
La force de contact est l’un des paramètres essentiels pour établir une résistance suffisante. Cette force est garantie par la géométrie même du substrat et du choix des matériaux utilisés.
Échauffements
Loi d’Ohm locale
Tension de contact
Effets thermoélectriques
Comportements de la matière
Fluage, élasticité, relaxation
Lignes de transmission
Effet de peau et pertes résistives
Usure par abrasion
Endommagement des revêtements
Tenue diélectrique
Claquage diaélectrique
Modèle complexe du contact
Composition résistive, inductive, capacitive
Fretting
Fretting et fretting corrosion
Isolement
Résistance d’isolement
Usure par abrasion
Endommagement des revêtements
Croissance intermétallique et pelling
Arc électrique
Endommagement des revêtements
Fusion du point de contact électrique
Endommagement des revêtements
Détermination de phénomènes électriques
Notre laboratoire possède à la fois l’expérience, les méthodes et les outils pour étudier les contacts électriques et les modéliser de manière numérique. Vous souhaitez bénéficier de notre expertise ?