Почему медные кабели круглые?

46

Почему кабели только круглой формы? В чем его преимущество? Почему нет треугольных или четырехугольных или пятиугольных форм кабелей?

Кено
источник
4
Это технология. youtube.com/watch?v=3OO_aaUEd3o
Грегори Корнблюм
13
Мы использовали 1 мм квадратный провод для дизайна микроволнового фильтра
Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
7
В приложениях большой мощности используется квадратная медь, потому что ее можно скрепить болтами.
Optionparty
4
Сделайте поиск в Интернете для медных шинных баров, они бывают всех форм и размеров.
Тайлер
14
Не все кабели круглые. Просто круглые кабели дешевле и более устойчивы к нагрузкам (нам действительно нравится использовать кривые, где напряжение является проблемой - оно распределяет нагрузку равномерно, в отличие от острых углов). Почему круглые кабели дешевле? Поскольку кабели протянуты, а круглые матрицы более устойчивы к нагрузкам и более равномерно распределяют провод. А для переменного тока поток проходит не через весь кабель, а через его оболочку - круглый кабель наиболее эффективен; это становится важным только для больших кабелей (диаметр> ~ 20 мм для тока 60 Гц) или высоких частот.
Луан

Ответы:

89

Как Джессика Кролик - потому что они нарисованы таким образом.

Производство проволоки включает протягивание (вытягивание) проволоки через последовательно меньшие матрицы (часто с отжигом между ними). Штампы легче всего сделать с круглыми отверстиями (обычно они сделаны из очень твердых материалов, таких как алмаз).

Не все провода круглого сечения - прямоугольные скругленные провода иногда используются в катушках индуктивности и трансформаторах.

Спехро Пефхани
источник
7
Изредка шестиугольный - по крайней мере один динамик привода mfgr наматывает звуковые катушки из шестиугольной меди, чтобы получить немного более низкий импеданс в узком зазоре. morelhifi.com/technology Некоторые обмотки сильноточных трансформаторов имеют плоскую медную ленту.
Брайан Драммонд
1
И, конечно, существуют тонкие медные ленты (крайние прямоугольные), например, для плоских проводов динамиков.
Джек Криси
10
Я хочу понизить голос за каламбур ... но +1
Мэтью
2
Я сомневаюсь, что волочильные матрицы изготавливаются из алмаза, они обычно используются только при шлифовании. Твердость матрицы не так важна, как ее сила; Вы не хотите ничего стирать. Для медной проволоки это почти наверняка инструментальная сталь.
Ник Т
1
@NickT Для серьезного производства меди они, похоже, используют карбид вольфрама или поликристаллический алмаз. Это было то, что мне сказали в прошлый раз, когда я совершил поездку по фабрике, делающей провод. Очевидно, монокристаллический алмаз используется для очень маленьких проводов. Несколько килограммов меди могут стать многослойными.
Спехро Пефхани
43

Когда вы отходите от круглых сечений, вы сталкиваетесь с двумя существенными проблемами:

Во-первых, углы будут оказывать большее давление на соседние предметы и с большей вероятностью приведут к повреждению изоляции.

Во-вторых, для использования на высоких частотах влияние тока в коже приведет к более высокому сопротивлению в кабеле с такой же площадью поперечного сечения, но с углами. Кроме того, большее количество изоляции, необходимой для покрытия этого проводника, также может изменить импеданс. Хотя с этим можно справиться, у нас уже есть отличное понимание скин-эффекта, импеданса и эффекта изоляции на высоких частотах для круглых проводников, что для проектировщиков будет ограниченным использование альтернативных конфигураций без веской причины (например, установка большего количества меди в меньшей области для эффективности в индукторах).

Есть много других соображений - волочение проволоки уже сложно и напряженно, поскольку круглое поперечное сечение уменьшает контакт головки для данной области меди. Изоляция будет увеличиваться из-за дополнительной окружности треугольника или квадрата по сравнению с кругом (опять же, для той же площади поперечного сечения меди). При сгибании или сгибании углов будет наблюдаться большее напряжение, он будет затвердевать быстрее и треснет быстрее, чем круглый кабель.

При обсуждении кабелей становится еще труднее делать другие поперечные сечения. Представьте себе, что нужно взять 10 проводников, чтобы сделать кабель в треугольнике. При сгибании, скручивании или сжатии вы обнаружите, что отдельные провода в кабеле смещаются с места и деформируются в более круглую форму. Как бы вы удерживали эти провода на месте, чтобы поддерживать желаемое сечение кабеля? Вы можете перейти к одному проводу, но тогда им будет гораздо сложнее управлять, гораздо менее гибким и более подверженным разрывам и повреждениям.

Адам Дэвис
источник
Поскольку вы говорили о скин-эффекте, я бы связал это с площадью поперечного сечения, которая определяет сопротивление (и игнорируя изоляцию, амплитуду), и использовал бы информацию о том, что круг - это форма наименьшего периметра для данной области .
Ронан
В то время как кабель, изготовленный из круглых жил, будет иметь пустоты, которые напрямую не увеличивают прочность или способность переносить ток, пустоты в кабеле позволяют ему изменять форму при изгибе, давая жилам на внутренней стороне изгиба куда-то идти.
суперкат
Интересно, влияет ли прокатка проволоки на катушки таким же образом, как банки в супермаркете, по той причине, что банки круглые.
Роб
@Rob Circular просто дешевле и удобнее. Квадратные банки означают дополнительное выравнивание (затраты) в машинах для закрытия концов для ограниченной экономии места. Говяжья солонина и сардины продаются в закругленных прямоугольных призмах, чтобы сэкономить место для доставки, увы, вы не можете использовать все стандартные колпаки, чтобы открыть банки (к счастью, они часто имеют свои собственные открывающие средства).
KalleMP
Adam и @supercat, альтернатива круглым многожильным кабелям обычно плоская, где выравнивание проводов фиксируется во время производства. Это дает гораздо лучшую гибкость в одной оси и намного хуже в другой, часто приемлемый компромисс. Другие кабельные профили можно было бы найти редко, поскольку преимущества были бы малочисленны и их трудно было бы обосновать. Для незакрепленных пучков они тянутся в гибкие кабелепроводы или укладываются в кабельные лестницы.
KalleMP
34

гибкость

Круглое сечение позволяет проволоке изгибаться в любом направлении одинаково.

Самуил
источник
1
@EugeneSh. Какая? Я не вижу, как связаны плоские провода.
Самуил
3
Плоские (ленточные) кабели не должны изгибаться во всех направлениях. Все же они составлены из круглых проводов.
Евгений Ш.
11
@EugeneSh. Провода внутри ленточных кабелей скручены, и они должны иметь возможность изгибаться, чтобы наматываться друг на друга.
tcrosley
4
Есть и плоские кабели с плоскими проводами, гибкие печатные платы.
Уве
5
@ Uwe & EugeneSh. Пожалуйста, прочитайте мимо первого слова. Вы оба привели примеры вещей, которые изгибаются в одной оси, в то время как этот ответ ясно говорит «любое направление».
Самуил
15

Не строго медь, но для больших кабелей вы получаете треугольные жилы. Они имеют тенденцию использовать алюминий для больших ядер, подобных этим.

введите описание изображения здесь

OSKM
источник
2
Вы тоже получаете медные кабели. EG gulfcable.com/scripts/gulf_htmlshow.php?sID=32
Питер Грин
3
@PeterGreen кабель, который вы выложили, состоит из нескольких маленьких круглых кабелей, соединенных вместе. Ядра, изображенные здесь, кажутся твердыми?
Чаллака
@ Tschallacka Да, алюминиевые кабели иногда поставляются со сплошным (не скрученным) проводом.
Ли Аунг Ип
9

В промышленности используются твердосплавные (прямоугольные) металлические (обычно медные) шины, как правило, для применения с большим током:

введите описание изображения здесь

... так что не всегда кругом.

RobotAndy
источник
Хорошим примером также является простое реле среднего тока: tech-faq.com/wp-content/uploads/Relay.jpg
Кено
Я бы не назвал плоский металлический стержень "проволокой"
Богемский
1
@ Богемный, плоские провода очень маленьких размеров встречаются в местах, где вам нужно согнуть в одном направлении или где необходима виброизоляция. Хотя шина может быть более существенной, чем провод, существуют также плоские провода.
KalleMP
6

С точки зрения производства это, пожалуй, самая простая форма, на которую можно пойти, и я бы предположил, что доминирующим фактором во всем этом. Это также механически выгодно, если учесть напряжение, когда вы начинаете гнуть вещи. И если подумать, это также самый эффективный способ упаковать как можно большую площадь поперечного сечения (следовательно, проводящего материала) в ограниченном пространстве.

Барт Пловье
источник
3
Использование круглых проводов НЕ является наиболее эффективным способом упаковки проводов. Квадрат или прямоугольник более экономичны: goto-denshi.com/product-square-wire-melit.html
Джек Криси
5
Сохраняя механические недостатки прямоугольных проводников в стороне. Я расскажу вам главный недостаток, заключающийся в том, что концепция прямоугольных проводов более эффективна: сделайте это с изоляцией и несколькими проводами, расположенными в непосредственной близости друг от друга в жгуте проводов, и постарайтесь, чтобы все провода были идеально выровнены, чтобы они могли касайтесь друг друга идеально лицом к лицу для достижения этой эффективности. То, что является наиболее эффективным теоретически, не обязательно является самым эффективным в практическом сценарии.
Барт
3
Посмотрите почти на любой мощный трансформатор, и вы найдете квадратный / прямоугольный провод. Я согласен с тем, что изолированный провод общего назначения является почти универсально круглым, но это не имеет никакого отношения к пространственной эффективности форм-фактора провода, я бы предположил, что это чисто физические производственные ограничения.
Джек Криси
3
Вы рассматриваете очень специфическое приложение с очень специфическими потребностями и ограничениями, используя эту методологию, можно спорить о чем угодно.
Барт
2
Как и вы, ОП спросил, почему медные кабели ТОЛЬКО круглые .... а они нет.
Джек Криси
2

Они не только круглые. В любом случае отверстия умирают круглые, потому что их легче сделать и они наиболее экономичны. Кроме того, круглые кабели более универсальны в некоторых общих ситуациях, например, для вставки их в гофрированные (или не гофрированные) трубы, для изгиба или изгиба их в небольшом пространстве, например. когда необходимо подключить их к электрическим стандартным розеткам домашнего офиса и т. д. Таким образом, круглое сечение, как правило, наиболее часто используется для практических и экономических преимуществ. В любом случае, круглое сечение - не единственный стандарт. Другие формы используются. Например, наконец, распространяется использование плоских кабелей Adesive для домашних или промышленных электрических систем: вы просто прикрепляете их к стене с помощью Adesive, и вы можете наносить шпаклевку и красить прямо на них без использования гофрированных труб, без протяжки стены, без штукатурные.

Вилли Вонка
источник
1

Из-за скин-эффекта переменный ток имеет тенденцию распространяться по поверхности провода. DC через все ядро. Круглый провод максимизирует поперечное сечение на единицу используемого материала, поэтому он является наиболее экономически эффективным при предоставлении данного датчика или емкости. У этого также есть побочный эффект обеспечения большей площади поверхности на поверхности проводника для данной площади поперечного сечения всего провода.

В то время как сам процесс изготовления проволоки является в значительной степени причиной его формы, матрицы могут изготавливать различные формы, но круглое поперечное сечение также является наиболее эффективным с точки зрения затрат.

DZee
источник
1
DZee, круглые провода имеют наименьшую площадь поверхности на количество материала, так что это не поможет для скин-эффекта. Вот почему для передачи высокого напряжения используются трубки или разнесенные пучки.
Regdoug
«наибольшая площадь поверхности на поверхности проводника для заданной площади поперечного сечения всего провода». Это совершенно неправильно! Это как раз наоборот!
Лоренцо Донати поддерживает Монику
1

Для низковольтных кабелей (240 В, 440 В) форма проводника не является критичной.

Для высоковольтных кабелей (3,3 кВ и выше) необходимо контролировать напряжение напряжения, чтобы изоляция не выходила из строя.

Напряжение напряжения является самым сильным в острых углах. Так что самый простой способ контролировать это - сделать все по кругу.

введите описание изображения здесь

Ли Аунг Йип
источник