Из электроугольных изделий наибольшее применение имеют электрощетки, которые чаще всего называют просто щетками.

Применяемые в настоящее время угольные электрощетки делятся на четыре основные группы:
— графитные,
— угольно-графитные,
— металло-графитные,
— электрографитированные.

Графитные щетки (марки 611М, Г1, Г3, высокоомные и др.) изготовляют из натурального графита без применения (мягкие сорта) и с применением связующих. Графитные щетки, получаемые без связующего, после прессования не подвергают спеканию (обжигу).

Графитные щетки обладают мягкостью и при работе вызывают незначительный шум. Они могут применяться при окружных скоростях коллектора или колец от 12до 40 м/сек, а натурально-графитные до 70 м/сек. Удельное электрическое сопротивление гранитных щеток колеблется в пределах от 10 до 45 ом·мм²/м, а у высокоомных от 200 до 1000 ом·мм²/м.

Высокоомные графитные щетки применяются в машинах высокого напряжения. Остальные сорта графитных щеток находят применение главным образом в машинах постоянного тока небольшой и средней мощности. Натурально-графитные щетки применяют также в быстроходных турбогенераторах со стальными кольцами.

Допустимая плотность тока для всех графитных щеток (за исключением высокоомных) 7 ÷ 12 а/см², для высокоомных 4 ÷ 5 и/см². Удельное нажатие: 200 — 250 г/см².
Угольно-гранитные щетки (марки Т2, Т6 и др) изготовляют из графита с введением других углеродистых материалов (сажа, кокс) и связующих веществ (смолы, пеки). После прессования исходной смеси, щетки или их блоки подвергаются спеканию при температуре 1000 — 1200°С. Полученные щетки омедняются в электролитической ванне.

Угольно-графитные щетки имеют повышенную твердость и механическую прочность. Они обладают некоторой абразивностью, т. е. могут сами очищать окисные пленки на коллекторах и кольцах, подверженных загрязнению (тяговые электродвигатели и др.). Эти щетки могут применяться при окружных скоростях коллектора или колец от 10 до 12 м/сек. Удельное электрическое сопротивление щеток равно 40 ÷ 60 ом·мм²/м, а допускаемая плотность тока 6 — 8 a/cм². Удельное нажатие 200 — 250 г/см².

Угольно-графитные щетки средней твердости находят применение в генераторах и электродвигателях небольшой и средней мощности. Щетки с повышенной твердостью применяют в электрических машинах с толчкообразной нагрузкой.

Металло-графитные щетки (марки М-1, М-З, М-6, МГ, М20, МГС5 и др.) изготовляют из порошков графита и меди. В некоторые из них вводят еще порошки свинца (МГС5), олова и серебра. В щетках с большой допустимой плотностью тока содержание меди доходит до 80 — 90 %. Этим достигается уменьшение величины удельного электрического сопротивления щеток и малое падение напряжения.

Эта группа щеток отличается малым удельным сопротивлением 1 ÷ 6 ом·мм²/м и даже 0,03 ÷ 0,25 ом·мм²/м. У щеток этой группы с пониженным содержанием меди (меньше 50 %) удельное электрическое сопротивление достигает значений 6 ÷ 12 ом·мм²/м (М-3). Допустимая плотность тока для щеток этой группы лежит в пределах от от 12 до 20 а/см². Удельное нажатие: 180 ÷ 230г/см².

Металло-графитные щетки применяют при окружных скоростях от 20 до 35 м/сек в автомобильных и авиационных генераторах и электродвигателях, а также в синхронных машинах и в тяговых машинах с пониженным напряжением (рудничные электровозы).

Электрографитированные щетки (марки ЭГ-2а, ЭГ4, ЭГ8, ЭГ14 и др.) изготовляют из порошков графита и других углеродистых материалов (кокс, сажа) с введением связующих. После прессования и обжига (спекания) изделия поступают в электрические печи для графитизации. Процесс графитизации протекает при температуре 2500 — 2600°С. При этом углерод исходных материалов переводится в графит.

Электрографитированные щетки хорошо переносят толчкообразное изменение нагрузки и могут работать при больших скоростях 40 ÷ 50 м/сек.

Удельное электрическое сопротивление щеток этой группы равно 9 ÷ 70 ом·мм²/м. Они применяются:

— в электрических машинах средней и большой мощности;

— в машинах с изменяющейся нагрузкой и тяжелыми условиями коммутации тока;

— в тяговых электродвигателях;

— в быстроходных электрических машинах со стальными кольцами (ЭГ-74).

Группа электрографитированных щеток имеет самую большую область применения в электротехнике.

«Электроматериаловедение» Н.Дроздов