แรงกดหน้าสัมผัสปลั๊กสำคัญต่อการส่งกระแสอย่างไร

ขั้วต่อสองชิ้นที่แตะกันอาจยังส่งกระแสได้ไม่มั่นคง เพราะผิวโลหะจริงไม่ได้เรียบสนิทและพื้นที่ที่เห็นจากภายนอกไม่เท่ากับพื้นที่นำไฟฟ้าจริง แรงกดจากส่วนสปริงของขั้วช่วยรักษาการสัมผัสในบริเวณที่ออกแบบไว้ การเข้าใจหน้าที่นี้ทำให้แยกได้ว่าเรือนปลั๊กประกบแน่นกับหน้าสัมผัสนำไฟดีเป็นคนละข้อ และต้องใช้หลักฐานต่างกัน

แรงกดตั้งฉากกับแรงเสียบไม่ใช่ค่าเดียวกัน

แรงกดหน้าสัมผัสคือแรงที่กดผิวคู่สัมผัสเข้าหากัน ส่วนแรงเสียบคือแรงที่ใช้เลื่อนปลั๊กเข้าประกบ ซึ่งรวมผลจากแรงเสียดทาน ซีล ตัวล็อก และจำนวนขั้วด้วย ปลั๊กที่เสียบยากจึงไม่ได้ยืนยันว่าขั้วทุกช่องมีแรงกดเหมาะสม ถ้าซีลฝืดหรือเรือนเอียงอาจรู้สึกแน่นทั้งที่โลหะบางช่องยังไม่ถึงตำแหน่ง การเทียบด้วยความรู้สึกมือเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแยกองค์ประกอบเหล่านี้ได้

หน้าสัมผัสแบบสปริงต้องทำงานในช่วงการโก่งที่ออกแบบไว้ การสอดเครื่องมือหนาเกินไปอาจทำให้เสียรูปถาวรและไม่คืนแรงกด แม้ภายหลังขั้วดูสะอาดก็อาจไม่รองรับคู่สัมผัสเดิม เอกสารของ Samtec อธิบายว่าการเลือกวัสดุและรูปทรงต้องสมดุลแรงเสียบกับแรงกดเพื่อควบคุมความต้านทาน บทนี้ใช้หลักการนั้นโดยไม่ยกแรงกดของผลิตภัณฑ์หนึ่งมาเป็นเกณฑ์สำหรับปลั๊กรถทุกชนิด

1. 1
   ส่วนสปริง

   รักษาแรงกดตั้งฉากในช่วงโก่งที่ออกแบบ

2. 2
   คู่สัมผัส

   ผิวจริงมีบริเวณนำไฟฟ้าขนาดเล็กหลายตำแหน่ง

3. 3
   ความสูญเสีย

   ความต้านทานที่เพิ่มทำให้แรงดันตกเมื่อมีกระแส

หลักการทั่วไป ไม่กำหนดค่าแรงกดสำหรับอะไหล่

ความต้านทานเล็กน้อยสัมพันธ์กับโหลดอย่างไร

เมื่อมีกระแสผ่านบริเวณสัมผัส ความต้านทานทำให้เกิดแรงดันตกตาม V = IR และกำลังสูญเสียตาม P = I²R ดังนั้นความต้านทานค่าเดียวกันจะให้ผลต่างกันมากเมื่อกระแสเปลี่ยน อาการที่ไม่ปรากฏตอนโหลดต่ำอาจชัดตอนโหลดสูง อย่างไรก็ตามสูตรไม่ได้บอกตรง ๆ ว่าแรงกดลดลงกี่หน่วย เพราะความต้านทานยังขึ้นกับฟิล์มผิว ความสะอาด อุณหภูมิและตำแหน่งที่กระแสไหลผ่าน

การวัดความต้านทานต่ำมากยังรวมผลของสายวัดและจุดแตะ การเห็นค่ากระโดดขณะถือโพรบจึงอาจมาจากการวัดเอง การตรวจแรงดันตกขณะรับโหลดที่กำหนดและใช้จุดวัดคงที่ช่วยตอบเรื่องการส่งพลังงาน แต่ยังต้องแยกว่าคร่อมเฉพาะคู่สัมผัสหรือรวมจุดย้ำและสายเข้าไปด้วย หากขอบเขตต่างกันจะนำตัวเลขมาเปรียบเทียบเพื่อชี้ขั้วเดียวกันไม่ได้

ตัวอย่างสมมติของขั้วที่มีความสูญเสียต่างกัน

กำหนดให้มีกระแสคงที่ 4 แอมป์ผ่านจุดต่อสมมติสองสภาพ สภาพแรกมีความต้านทาน 0.010 โอห์ม จึงตก 4 × 0.010 = 0.040 โวลต์และสูญเสีย 4² × 0.010 = 0.160 วัตต์ สภาพที่สองมีความต้านทาน 0.080 โอห์ม จึงตก 0.320 โวลต์และสูญเสีย 1.280 วัตต์ ความต้านทานเพิ่มแปดเท่าทำให้ทั้งแรงดันตกและกำลังสูญเสียเพิ่มแปดเท่าเมื่อกระแสเท่าเดิม

ถ้าลดกระแสในสภาพที่สองเหลือ 1 แอมป์ แรงดันตกเหลือ 0.080 โวลต์และกำลังสูญเสียเหลือ 0.080 วัตต์ กำลังลดเหลือหนึ่งในสิบหกของกรณี 4 แอมป์ จึงเห็นว่าการทดลองตอนเบาโหลดไม่แทนตอนใช้งานหนักได้ ตัวอย่างกำหนดกระแสไว้เพื่อเปรียบเทียบโดยตรง หากเป็นโหลดตัวต้านทานต่อกับแหล่งจ่ายคงที่จริง กระแสจะเปลี่ยนเมื่อเพิ่มความต้านทานขั้วและต้องคำนวณวงจรใหม่ทั้งหมด

1. 1
   สภาพแรก

   0.010 โอห์ม: 0.040 โวลต์ และ 0.160 วัตต์

2. 2
   สภาพสอง

   0.080 โอห์ม: 0.320 โวลต์ และ 1.280 วัตต์

3. 3
   ลดโหลด

   ที่ 1 แอมป์และ 0.080 โอห์ม สูญเสีย 0.080 วัตต์

ตัวเลขสมมติ ไม่ใช่เกณฑ์ผ่านของผู้ผลิต

สิ่งที่ตัวเลขบอกและสิ่งที่ยังไม่บอก

กำลังสูญเสีย 1.280 วัตต์ไม่ใช่อุณหภูมิของขั้ว และไม่ใช่เส้นแบ่งผ่านหรือไม่ผ่าน การหาอุณหภูมิต้องทราบการระบายความร้อน ระยะเวลาจ่ายไฟ อุณหภูมิรอบข้างและขั้วข้างเคียงด้วย ตัวเลขสมมติอธิบายทิศทางของความสูญเสียเท่านั้น ไม่ใช่พิกัดผู้ผลิต เช่นเดียวกัน การพบแรงดันตกสูงไม่ได้พิสูจน์ว่าต้องดัดขั้วให้แน่นขึ้น เพราะจุดย้ำหรือผิวคู่สัมผัสอาจเป็นส่วนที่เสียจริง

การตรวจสภาพควรผูกช่องปลั๊กกับรหัสอะไหล่ ดูว่าคู่สัมผัสอยู่ลึกเท่าที่แบบกำหนดหรือไม่ และตรวจรอยเสียรูปโดยไม่ขยายช่องด้วยเครื่องมือที่ไม่ได้ระบุ การซ่อมต้องคืนทั้งขั้ว คู่สัมผัส และการยึดสายให้ตรงระบบ หากเปลี่ยนแต่ขั้วด้านเดียวที่เสียรูปโดยไม่ตรวจขั้วคู่ซึ่งอาจสึกด้วย อาการเดิมอาจยังมีสาเหตุหลงเหลืออยู่

บันทึกผลให้แยกข้อสังเกตจากข้อสรุป

บันทึกว่าตรวจช่องใด กระแสเท่าไร คร่อมจุดไหน และค่าเปลี่ยนตามสถานะใด จะมีประโยชน์กว่าคำว่าปลั๊กหลวมเพียงคำเดียว ถ้าพบเรือนล็อกครบแต่แรงดันตกเปลี่ยน ควรระบุว่าความไม่แน่นอนอยู่ในช่วงจุดต่อที่ตรวจ ยังไม่กำหนดสาเหตุย่อยจนกว่าจะมีหลักฐานทางกลหรือผลแยกช่วงเพิ่มเติม ข้อมูลดังกล่าวทำให้ผู้ตรวจคนถัดไปทำซ้ำได้โดยไม่ต้องเริ่มจากความรู้สึก

ภาพหลักการของบทนี้จึงต้องแสดงสปริงกดคู่สัมผัสและเชื่อมต่อไปถึงความต้านทาน ไม่วาดว่าพื้นผิวทั้งหมดแนบสนิทเสมอ ส่วนภาพตัวอย่างควรระบุกระแส 4 แอมป์เท่ากันทั้งสองสภาพ พร้อมกำลังสูญเสียที่คำนวณได้ เพื่อไม่ให้ผู้อ่านสับสนว่าผลแปดเท่าเกิดจากการเพิ่มแรงดันจ่ายหรือเป็นค่าทดสอบขั้วต่อจริง