為什麼電纜只能製成圓形?有什麼好處?為什麼沒有三角形,四邊形或五邊形的電纜?
為什麼電纜只能製成圓形?有什麼好處?為什麼沒有三角形,四邊形或五邊形的電纜?
就像傑西卡·兔子(Jessica Rabbit),因為它們是那樣畫的。
線材生產涉及通過連續較小的模具拉出(拉出)線材(通常在兩者之間進行退火)。模具最容易製造有圓孔(它們通常由非常堅硬的材料(例如鑽石)製成。
並非所有的導線都是圓形的-圓角矩形導線有時用於電感器和變壓器。
當您離開圓形截面時,會遇到兩個重大問題:
首先,拐角會對相鄰物體施加更大的壓力,並且更有可能導致絕緣損壞。
第二,對於高頻使用,趨膚電流效應將導致橫截面積相同但帶有拐角的電纜具有更高的阻抗。此外,覆蓋該導體所需的大量絕緣也將改變阻抗。儘管可以解決這一問題,但我們已經對圓形導體在高頻下的集膚效應,阻抗和絕緣效應有了很好的了解,這將限制設計師在沒有充分理由的情況下使用替代配置(例如安裝更多銅纜)在較小的區域內以提高電感效率。
還有許多其他考慮因素-拉絲已經很困難而且費勁,具有圓形橫截面可以減少給定面積的銅的管芯接觸。與三角形相比,由於三角形或正方形的附加圓周會增加絕緣(同樣,對於相同的銅截面積)。與圓形電纜相比,彎曲或彎曲拐角時會承受更大的應力,變硬更快並且更容易開裂。
討論電纜時,製作其他橫截面變得更加困難。想像一下,用10條導體將電纜製成三角形。當彎曲,扭曲或擠壓時,您會發現電纜中的各個導線移開了它們的位置並變形為更圓形的形狀。您如何將這些電線固定在適當的位置以保持所需的電纜橫截面?您可以使用一根電線,但是這樣一來,它將變得更難管理,更不靈活且更容易斷裂和損壞。
從生產的角度來看,它很容易成為最簡單的形狀,我認為這是所有這些中的主要因素。如果在開始彎曲物體時考慮應變,則在機械上也是有利的。而且,如果您考慮一下,它也是在有限的空間中填充盡可能多的橫截面面積(因此是導電材料)的最有效方法。
它們不僅是圓形的。無論如何,模具孔是圓形的,因為它們更容易製造且最經濟。同樣,圓形電纜在某些一般情況下用途更廣,例如將其插入波紋管(或非波紋管)中,例如在很小的空間內彎曲或彎曲。何時需要將它們連接到家庭辦公室的標準插座等。因此,從實用和經濟方面考慮,圓形部分通常是最常用的。 無論如何,圓形截面不是唯一的標準。使用其他形狀。例如,最後將粗線扁平電纜的使用推廣到家庭或工業電氣系統:您只需將粗線扁平電纜連接到牆上,無需使用波紋管就可以將膩子直接塗在它們上,而無需使用波紋管,而無需拉動牆壁,而無需抹灰。此外,與特定電負載所需的截面相比,扁平線可以更有效地散發其工作階段所產生的熱量,因為它們的暴露於空氣的表面更大。
由於趨膚效應,交流電傾向於在電線表面上傳播。DC通過整個核心。圓線使所用單位材料的橫截面最大化,因此在提供給定的規格或容量時,這是最具成本效益的。對於整個導線的給定橫截面面積,它還具有在導體表面上提供最大表面積的副作用。
雖然制線模具本身就是形狀的主要原因,但模具可以製成各種形狀,但圓形橫截面也是最具成本效益的。
對於低壓電纜(240 V,440 V),導體的形狀並不重要。
對於3.3kV及以上的高壓電纜,需要控制電壓應力,以使絕緣不會破裂。
尖角處的電壓應力最大。因此,控制此問題的最簡單方法是使所有內容變得完整。