Quando i costruttori di pannelli mettono a confronto interruttori a pulsante, la conversazione verte solitamente sul profilo della testa, sulla configurazione dei contatti, sul grado di protezione IP e sul prezzo. Il materiale dei contatti viene raramente menzionato: se mai viene indicato, è nascosto nella scheda tecnica. Eppure il materiale dei contatti è uno dei fattori che determinano più direttamente le prestazioni di un interruttore nel corso della sua vita utile, in particolare nei circuiti di segnale a bassa corrente che caratterizzano i moderni quadri di controllo industriali.

Questo blog spiega cosa sono i contatti placcati in argento, perché sono diventati lo standard per gli interruttori a pulsante industriali, quali sono i loro limiti e cosa chiedere a un fornitore quando il materiale dei contatti è davvero importante per la vostra applicazione.

Cosa succede sulla superficie di contatto

Un interruttore a pulsante funziona chiudendo fisicamente lo spazio tra due superfici conduttrici. Ogni volta che l’interruttore viene azionato, la superficie di contatto è sottoposta a diverse sollecitazioni simultanee:

Usura meccanica

Le due superfici di contatto si uniscono e si separano ripetutamente. Nel corso di milioni di cicli, ciò provoca l'erosione fisica del materiale di contatto.

Arco elettrico

Quando i contatti si aprono sotto carico, la corrente continua a fluire attraverso lo spazio vuoto sotto forma di arco per un breve istante. Questo arco genera calore localizzato e erode la superficie di contatto più rapidamente rispetto alla sola usura meccanica.

Ossidazione

La maggior parte dei metalli si ossida a contatto con l'aria, formando uno strato isolante che aumenta la resistenza di contatto. Nei circuiti a bassa corrente, l'ossidazione può aumentare la resistenza al punto da impedire del tutto il funzionamento del circuito.

Contaminazione

Gli ambienti industriali sono caratterizzati dalla presenza di oli, detergenti, polvere e umidità: tutti fattori che aumentano la resistenza e possono causare interruzioni del collegamento.

Perché l'argento?

L'argento presenta due proprietà che lo rendono il materiale di contatto più diffuso nei circuiti di commutazione industriali:

La resistività elettrica più bassa tra tutti i metalli. L'argento conduce l'elettricità meglio del rame, dell'oro o di qualsiasi altro materiale comunemente utilizzato per i contatti: minore caduta di tensione, minore generazione di calore e prestazioni migliori nei circuiti di segnale a bassa corrente.

Ossido relativamente stabile. La maggior parte degli ossidi metallici sono isolanti rigidi. L’ossido d’argento costituisce un’eccezione: rimane elettricamente conduttivo. Un contatto in rame ossidato potrebbe non garantire un circuito affidabile a bassa corrente. Un contatto in argento ossidato, invece, in genere continua a condurre.

Queste due caratteristiche spiegano perché l’argento abbia sostituito il rame come materiale standard per i contatti dei relè e degli interruttori e perché continui a essere il materiale prevalente ancora oggi.

Placcato argento vs. lega d'argento vs. placcato oro

Contatti placcati in argento

Un'anima in metallo comune — solitamente rame o ottone — con uno strato di argento sulla superficie di contatto. La placcatura garantisce le prestazioni elettriche dell'argento, mentre il metallo comune assicura la resistenza strutturale. Si tratta dell'approccio più comune per gli interruttori a pulsante di uso industriale generico.

Contatti in lega d'argento

Leghe quali l'ossido di argento e cadmio (AgCdO) o l'ossido di argento e stagno (AgSnO₂) migliorano la resistenza all'arco e riducono la saldatura dei contatti a correnti più elevate. Sono più comuni nei contattori e nei dispositivi di commutazione di potenza maggiore rispetto agli interruttori a pulsante.

Contatti placcati in oro

L'oro non si ossida affatto, il che lo rende il materiale preferito per i circuiti con segnali a corrente molto bassa — in genere inferiori a 100 mA. Viene utilizzato nella strumentazione e nella commutazione a circuito secco, dove anche l'ossido d'argento, pur essendo conduttivo, può causare problemi.

Per le applicazioni standard con interruttori a pulsante — ingressi PLC, bobine dei relè, circuiti ausiliari dei contattori — i contatti placcati in argento rappresentano la scelta più indicata.

I limiti dei contatti placcati in argento

Commutazione a circuito secco a corrente molto bassa

Nei circuiti con corrente inferiore a circa 100 mA, anche l'ossido d'argento può generare una resistenza di contatto tale da influenzare il comportamento del circuito. L'arco autopulente che normalmente mantiene puliti i contatti non si verifica a questi livelli. I contatti placcati in oro sono la specifica corretta per la commutazione a circuito secco.

Ambienti chimici aggressivi

L'argento si ossida rapidamente se esposto all'idrogeno solforato e ai composti dello zolfo. Negli ambienti in cui si svolgono processi chimici o nella produzione di gomma, i contatti in argento potrebbero deteriorarsi più rapidamente del previsto. La soluzione adeguata consiste nell'utilizzare contatti placcati in oro o un involucro ben sigillato.

Elevata umidità ambientale con funzionamento sporadico

I contatti che vengono azionati regolarmente si autopuliscono grazie all'azione di sfregamento che si verifica all'apertura e alla chiusura. I contatti che rimangono inutilizzati per lunghi periodi in ambienti umidi accumulano ossidazione più rapidamente. Questo problema può essere risolto utilizzando contatti placcati in oro o seguendo un programma regolare di azionamenti di prova.

Linee guida pratiche per i progettisti

Quale corrente commuteranno i contatti? Per gli ingressi standard dei PLC e le bobine dei relè a 24 V CC o superiori, sono indicati i contatti placcati in argento. Per applicazioni a livello di segnale o a circuito secco con corrente inferiore a 100 mA, specificare contatti placcati in oro.

Qual è la frequenza di commutazione? Le applicazioni ad alto numero di cicli sottopongono le superfici di contatto a sollecitazioni maggiori. Verificate la durata elettrica — non solo quella meccanica — in base alla corrente di carico effettiva che il vostro circuito dovrà sopportare.

Che cos’è l’ambiente? Gli ambienti industriali standard rientrano ampiamente nelle capacità dei contatti placcati in argento. Ambienti chimicamente aggressivi o caratterizzati da elevata umidità e scarso utilizzo potrebbero richiedere l'uso di contatti placcati in oro.

Che tipo di carico commutano i contatti? I carichi resistivi sollecitano meno i contatti rispetto a quelli induttivi. Verificate che la portata dei contatti sia adeguata al tipo di carico effettivo: la maggior parte delle schede tecniche specifica separatamente sia la portata AC-15 (corrente alternata induttiva) che quella DC-13 (corrente continua induttiva).

A ACXION, gli interruttori a pulsante sono disponibili con contatti standard placcati in argento e, su richiesta, con contatti placcati in oro per applicazioni a circuito secco. Contattateci fornendoci i dettagli della vostra applicazione e vi consiglieremo la configurazione più adatta.