Tại sao cáp đồng tròn?

Tại sao cáp chỉ được làm bằng hình tròn? Lợi thế của nó là gì? Tại sao không có hình tam giác hoặc hình tứ giác hoặc hình ngũ giác của cáp?

Giống như Jessica Rabbit- bởi vì chúng được vẽ theo cách đó.

Sản xuất dây bao gồm kéo (vẽ) dây qua các khuôn nhỏ hơn liên tiếp (thường có ủ ở giữa). Các khuôn được làm dễ dàng nhất với các lỗ tròn (chúng thường được làm từ các vật liệu rất cứng như kim cương).

Không phải tất cả các dây là tròn - dây hình chữ nhật tròn đôi khi được sử dụng trong cuộn cảm và máy biến áp.

Khi bạn di chuyển khỏi các mặt cắt ngang hình tròn, bạn gặp phải hai vấn đề quan trọng:

Đầu tiên, các góc sẽ gây áp lực lớn hơn đối với những thứ liền kề, và có nhiều khả năng dẫn đến thiệt hại cách điện.

Thứ hai, đối với việc sử dụng tần số cao, hiệu ứng dòng điện trên da sẽ dẫn đến trở kháng cao hơn trong một cáp có cùng diện tích mặt cắt nhưng có các góc. Hơn nữa, lượng cách điện lớn hơn cần thiết để phủ lên dây dẫn đó cũng sẽ thay đổi trở kháng. Mặc dù điều này có thể được giải quyết, chúng tôi đã hiểu rất rõ về hiệu ứng da, trở kháng và hiệu ứng cách điện ở tần số cao đối với các dây dẫn tròn mà sẽ hạn chế cho các nhà thiết kế sử dụng cấu hình thay thế mà không có lý do chính đáng (chẳng hạn như lắp thêm đồng trong một khu vực nhỏ hơn cho hiệu quả trong cuộn cảm).

Có nhiều cân nhắc khác - vẽ dây đã khó khăn và vất vả, có tiết diện tròn làm giảm tiếp xúc chết cho một khu vực đồng nhất định. Cách điện sẽ tăng do chu vi bổ sung của một hình tam giác hoặc hình vuông so với hình tròn (một lần nữa, cho cùng một diện tích mặt cắt ngang của đồng). Khi uốn hoặc uốn các góc sẽ thấy căng thẳng hơn, sẽ cứng nhanh hơn và sẽ dễ bị nứt hơn cáp tròn.

Khi thảo luận về cáp, việc tạo ra các mặt cắt khác càng trở nên khó khăn hơn. Hãy tưởng tượng lấy 10 dây dẫn để tạo ra một dây cáp trong một hình tam giác. Khi uốn cong, xoắn hoặc vắt, bạn sẽ thấy các dây riêng lẻ trong dây cáp di chuyển ra khỏi vị trí của chúng và biến dạng thành hình tròn hơn. Làm thế nào bạn sẽ giữ những dây đó tại chỗ để duy trì tiết diện cáp mong muốn? Bạn có thể đi đến một dây duy nhất, nhưng sau đó sẽ khó quản lý hơn, kém linh hoạt hơn và dễ bị đứt và hư hỏng hơn.

Uyển chuyển

Một mặt cắt ngang tròn cho phép dây uốn theo bất kỳ hướng nào bằng nhau.

Không nghiêm ngặt đồng nhưng đối với cáp lớn hơn, bạn có được lõi hình tam giác. Họ có xu hướng sử dụng nhôm cho các lõi lớn hơn như thế này.

Trong công nghiệp, thanh buss kim loại rắn (retangular) (thường là đồng) được sử dụng, thường cho các ứng dụng hiện tại cao:

... Vì vậy, không phải lúc nào cũng tròn.

Từ một điểm sản xuất, nó dễ dàng trở thành hình dạng đơn giản nhất mà người ta có thể tìm kiếm, mà tôi cho rằng đó là yếu tố chi phối trong tất cả những điều này. Nó cũng thuận lợi về mặt cơ học nếu bạn xem xét sự căng thẳng khi bạn bắt đầu uốn cong mọi thứ. Và nếu bạn nghĩ về nó, đó cũng là cách hiệu quả nhất để đóng gói nhiều diện tích mặt cắt ngang (do đó vật liệu dẫn điện) trong một không gian hạn chế.

Họ không chỉ tròn. Dù sao lỗ chết là tròn vì chúng dễ thực hiện và kinh tế nhất. Ngoài ra, cáp tròn linh hoạt hơn trong một số trường hợp chung, ví dụ, để chèn chúng vào các ống lượn sóng (hoặc không gấp nếp), để uốn cong hoặc uốn cong chúng trong không gian nhỏ, ví dụ như vậy. khi cần thiết để kết nối chúng với các cửa hàng tiêu chuẩn văn phòng tại nhà, vv Vì vậy, phần tròn nói chung được sử dụng nhiều nhất cho các lợi thế thực tế và kinh tế. Dù sao, phần tròn không phải là tiêu chuẩn duy nhất. Các hình dạng khác được sử dụng. Ví dụ, cuối cùng là truyền bá việc sử dụng dây cáp dẹt cho hệ thống điện gia đình hoặc công nghiệp: bạn chỉ cần gắn chúng vào tường với sự quảng cáo của chúng và bạn có thể đặt và sơn trực tiếp lên chúng mà không cần sử dụng ống lượn sóng, mà không cần chuốt tường, mà không trát vữa.

Do hiệu ứng da, dòng điện xoay chiều có xu hướng di chuyển trên bề mặt dây. DC thông qua toàn bộ lõi. Một dây tròn tối đa hóa mặt cắt trên mỗi đơn vị vật liệu được sử dụng, vì vậy nó có hiệu quả nhất về chi phí trong việc cung cấp một thước đo hoặc công suất nhất định. Nó cũng có tác dụng phụ là cung cấp diện tích bề mặt lớn nhất trên bề mặt dây dẫn cho một diện tích mặt cắt nhất định của dây tổng thể.

Mặc dù bản thân quá trình tạo dây phần lớn là lý do cho hình dạng của nó, nhưng khuôn có thể làm cho nó có nhiều hình dạng khác nhau, nhưng tiết diện tròn cũng hiệu quả nhất về chi phí.

Đối với cáp điện áp thấp (240 V, 440 V) hình dạng của dây dẫn không quan trọng.

Đối với cáp điện áp cao (3,3kV trở lên), cần kiểm soát ứng suất điện áp để cách điện không bị hỏng.

Ứng suất điện áp mạnh nhất ở các góc nhọn. Vì vậy, cách dễ nhất để kiểm soát điều này là làm cho mọi thứ trở nên tròn trịa.