Principe de fonctionnement de la pince de perçage d'isolant
Le principe de fonctionnement d' un connecteur à perforation d'isolant est de transmettre le courant par le contact entre la lame perforante du serre-fil et la partie métallique du câble. Certains pourraient se demander si un courant aussi important peut être transporté par quelques petites pointes. En réalité, la conduction du courant entre conducteurs peut être analysée sous deux angles : la surface de contact mécanique du conducteur et le trajet de conduction. D'un point de vue microscopique, la surface du conducteur est composée d'innombrables pics et creux irréguliers. Plus la surface du conducteur est lisse, plus la différence de hauteur entre les pics et les creux est faible. Lorsque les deux conducteurs sont en contact sous l'action d'une force externe, leur contact se fait principalement par contact crête à crête. Par conséquent, la surface de contact mécanique réelle est bien inférieure à la surface de contact nominale prévue par le serre-fil. Selon une analyse bibliographique, la surface de contact mécanique réelle représente environ 7 % de la surface de contact nominale. Sous l'action d'une pression externe, la couche d'oxyde d'aluminium actif (Al₂O₃) à l'interface aluminium-aluminium des deux conducteurs est comprimée ou frottée jusqu'à sa rupture partielle, permettant aux électrons d'aluminium de circuler librement entre les pics de la surface, formant ainsi une certaine conductivité. Plus la pression est forte, plus les points de contact crête à crête sont nombreux et plus la résistance de contact est faible. La conductivité de l'oxyde d'aluminium activé (Al₂O₃) confère également une certaine conductivité à la zone non endommagée. Grâce à la bonne plasticité de l'aluminium, lorsque les deux interfaces sont pressées et mises en contact, une partie de l'aluminium présent dans la paroi interne du serre-fils se déforme plastiquement et pénètre dans l'espace torsadé de la couche externe du fil. La surface de contact effective augmente, la pénétration mutuelle entre les molécules est plus active et, à mesure que le nombre d'atomes d'aluminium dans la couche d'oxyde augmente, la conductivité de l'interface électrique s'améliore. Le fluage du fil entraîne un léger amincissement, une diminution de son diamètre, une diminution de la surface de contact effective et une augmentation de la résistance du serre-fils. La réduction de la surface de contact effective est principalement causée par la réduction de la pression de la pince sur le fil et l'intensification de l'oxydation de la surface de contact.
La pince à fil perforant isolée s'appuie sur la lame pour pénétrer le fil, comme si l'on plongeait un doigt dans l'eau. Selon la littérature spécialisée, sa surface de contact est plus d'une fois supérieure à celle d'une pince à fil ordinaire. De plus, elle présente les avantages d'une installation facile et d'une grande fiabilité.
