電源插座是如何傳輸電的？困擾小夥伴這麼多年的簡單問題

我們仔細看圖2，當插頭的插片或者插杆推入插座時，插片或者插杆與插座的彈性電接觸彈片之間存在摩擦過程。同時，彈性電接觸彈片施加了力F作用在插片或者插杆上，利用摩擦磨碎氧化層。在這個過程中有三要素，其一是電接觸的材料系數K，不同的材料有不同的K值；其二就是接觸壓力F，其三就是接觸形式。一般地，如果電接觸為點接觸，m=0.5；如果電接觸為線接觸，m=0.5到0.8，一般取值m=0.7；如果電接觸為面接觸，則m=1。

我們看材料的K值，如下：

圖3：材料的K值

圖3中，我們看到銅-銅接觸的K=100，銀-銀（或者銅鍍鎳-銅鍍鎳）K=60，鍍錫銅-鍍錫銅的K=100，最大的是黃銅，黃銅-黃銅的K=670，比銅-銅的K值大了6.7倍！

我們看接觸電阻的計算經驗公式，如下：

，式1

注意式1的單位，是μΩ，即微歐！

我們設插座彈性接觸銅片對插頭插片的接觸壓力是20N，差不多兩瓶礦泉水的壓力。因為是線接觸，取m=0.7。因為是銅-銅電接觸，故材料K係數取值為100。我們把這些值代入到式1中，看看接觸電阻是多少：

注意到圖2中插片或者插杆插圖彈片時其接觸面有兩面，接觸電阻是並聯關係，實際接觸電阻只有60.70微歐的一半。我們再設插頭插座組合的額定電流是10A，於是電接觸產生的接觸電壓為：

差不多0.3個毫伏。

知道了接觸電壓有何用？我們可以計算插頭插座組合的運行溫升或者運行溫度。計算方法如下：

我們先看10A的插頭尺寸，見下圖：

圖4：插頭插片的尺寸

我們設此插頭的綜合散熱系數，環境溫度是25℃，流過的電流是滿載10A。插頭插片截面周長，插片截面積，則插頭單個插片產生的溫升τ為：

插片與插座電接觸彈片之間的溫升τj的計算式是：，這裡的Uj就是接觸電壓，L是勞倫茲係數，它的值為；T是插片的絕對溫度，其值為：

。

代入到τj的計算式中：

我們由此得到結果：

插頭插片的溫度是：

插座彈性電接觸簧片的溫度是：

我們看到，插頭和插座中的單根插片在滿載時的溫度比環境溫度僅僅升高了1.4℃和1.6℃。考慮到2根插片同時工作，其溫度升高值不會超過3℃。

2.探討題主的問題答案

電源插座依靠的是電接觸傳遞電能。傳遞電能必然會帶來插頭插座組合的溫度上升，如果在滿載條件下其溫度升高值符合技術參數規定的最高值，則此插頭插座組合在傳遞電能時工作是穩定的。

我們由此看到，必須確保插頭插座組合的接觸電阻較小。為此，對於長期工作的插頭插座組合，例如電冰箱的插座，需要定期（大概三個月到半年）把冰箱插頭在停機後反覆拔插幾次，以去除掉插頭插片和插座彈片上的氧化層，這樣才能確保插頭插座組合工作的可靠性。

另外，插座用久了，彈性壓力會下降，插座的工作溫度會上升，此時就有必要更換插座。

再來，我們在任何情況下也不要用黃銅作為插頭和插座材料。

某次我到某家五金店去買插頭，商家告訴我此插頭是黃銅做的，我看了實物，只不過銅的鍍層而已，但我不確定。為此，我讓商家給我換另款插頭。商家不解，我告訴她最差的就是黃銅插座，接觸電阻N大，她才明白過來。

電接觸理論是電器技術五大理論之一。這五大理論是：電器的發熱理論，電器的電接觸理論，電器的電動力理論，電器的電弧理論和電器的電磁系統理論。可參閱的讀物也N多，例如賀湘琰的《電器學》第三版，雖然是大專課本，但相對淺顯，可作為電氣工作者的讀物。另外，《高低壓電器技術手冊》這本書就更加詳盡了，但顯然不適合於一般的讀者。

這篇文檔我寫了近一個小時，寫作速度可以吧？！

我要去晨練了，就寫到這裡吧。

晨練跑步中聽見手機響，原來是某位群友看了這篇帖子，她問我：我家的插座溫度很高，該怎麼辦？

我的回答是：如果這個插座使用很久了，說明它內部的接觸壓力已經減小了，造成接觸電阻加大而發熱。建議更換。

這位群友回覆說，此插座用了十多年了，裝修到現在從來沒換過。她說，旁邊的另外一隻插座，去年還起火燃燒。看來，要請電工把家裡的插座成批換掉。

另外一位群友說他們單位的GGD開關櫃用的是鋁母線，而下接分支母線卻是銅排，搭接面溫度很高，問怎麼辦？

我告訴他，看本帖圖3中的數據，銅-鋁的K值是980，比銅-銅大了10倍。因此，要把分支母線換成鋁排才行。

從此群友的交互中我們看到，插座內部電接觸的接觸壓力很重要，電接觸材料的表面氧化狀況也很重要，若接觸壓力下降或者電接觸材料氧化嚴重，則插座溫度升高是必然的。