ทำไมสายทองแดงถึงเป็นทรงกลม?


46

ทำไมสายเคเบิลที่ทำจากรูปทรงกลมเท่านั้น? ข้อดีของมันคืออะไร? ทำไมไม่มีสายเคเบิลรูปสามเหลี่ยมหรือรูปสามเหลี่ยมหรือรูปห้าเหลี่ยม?


4
มันเป็นเทคโนโลยี youtube.com/watch?v=3OO_aaUEd3o
Gregory Kornblum

13
เราใช้ลวดสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 1 มม. สำหรับการออกแบบตัวกรองไมโครเวฟ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

7
ในการใช้งานพลังงานสูงจะใช้ทองแดงสี่เหลี่ยมเนื่องจากสามารถยึดเข้าด้วยกันได้
ปาร์ตี้

4
ทำการค้นหาทางอินเทอร์เน็ตสำหรับ Copper Bus Bars พวกเขามาในรูปทรงและขนาด
Tyler

14
สายเคเบิลทั้งหมดไม่ใช่แบบกลม เป็นเพียงว่าสายเคเบิลแบบกลมนั้นมีราคาถูกกว่าและทนทานต่อความเครียดมากกว่า (เราชอบที่จะใช้เส้นโค้งที่มีปัญหาความเครียด - มันกระจายโหลดอย่างสม่ำเสมอซึ่งแตกต่างจากมุมที่คมชัด) ทำไมสายเคเบิลแบบกลมจึงถูกกว่า เนื่องจากสายเคเบิลถูกดึงออกมาและหัวกลมจะทนต่อความเครียดและกระจายลวดได้ดีกว่าอย่างสม่ำเสมอ และสำหรับกระแสสลับกระแสที่ไหลไม่ผ่านทั้งหมดนั้นเป็นของสายเคเบิล แต่มีเพียงผิวหนัง - สายเคเบิลทรงกลมนั้นมีประสิทธิภาพมากที่สุด สิ่งนี้มีความสำคัญสำหรับสายเคเบิลขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลาง> ~ 20 มม. สำหรับกระแส 60 Hz) หรือความถี่สูง
Luaan

คำตอบ:


89

เช่นเดียวกับเจสสิก้าแรบบิทเพราะพวกเขาถูกดึงออกมาในแบบนั้น

การผลิตลวดเกี่ยวข้องกับการดึง (ดึง) ลวดผ่านแม่พิมพ์ที่มีขนาดเล็กอย่างต่อเนื่อง (มักจะมีการหลอมในระหว่าง) แม่พิมพ์ทำด้วยรูกลมได้ง่ายที่สุด (โดยทั่วไปมักทำจากวัสดุที่แข็งมากเช่นเพชร)

ลวดบางชนิดนั้นบางครั้งอาจใช้ลวดสี่เหลี่ยมกลมมนในตัวเหนี่ยวนำและหม้อแปลง


7
หกเหลี่ยมเป็นครั้งคราว - หน่วยขับลำโพงอย่างน้อยหนึ่งตัว mfgr ขับลมคอยล์เสียงจากทองแดงหกเหลี่ยมเพื่อให้ได้ความต้านทานที่ลดลงเล็กน้อยในช่องว่างที่แคบ morelhifi.com/technologyขดลวดหม้อแปลงกระแสสูงบางอันเป็นริบบิ้นทองแดงแบน
Brian Drummond

1
และแน่นอนว่ายังมีโซลูชันเทปทองแดงแบบบาง (รูปสี่เหลี่ยมมุมฉาก) เช่นที่ใช้สำหรับสายลำโพงแบบแบน
แจ็ค Creasey

10
ฉันต้องการลงคะแนนเพราะการเล่นสำนวน ... แต่ +1
Matthew Whited

2
ฉันสงสัยว่าการวาดลวดจะทำจากเพชรโดยทั่วไปมักจะใช้ในการเจียรเท่านั้น ความแข็งของแม่พิมพ์นั้นไม่สำคัญเท่าความแรงของมัน คุณไม่ต้องการลบล้างอะไรเลย สำหรับลวดทองแดงมันเป็นเหล็กเครื่องมือ
Nick T

1
@NickT สำหรับการผลิตทองแดงอย่างจริงจังดูเหมือนว่าพวกเขาจะใช้ทังสเตนคาร์ไบด์หรือ PCD (เพชรคริสตัลไลน์) นั่นคือสิ่งที่ฉันบอกเมื่อครั้งที่ฉันไปเที่ยวโรงงานทำลวด เห็นได้ชัดว่าเพชรคริสตัลเดี่ยวใช้สำหรับสายไฟขนาดเล็กมาก ทองแดงสองสามกิโลกรัมสามารถกลายเป็นลวดได้หลายกิโลเมตร
Spehro Pefhany

43

เมื่อคุณย้ายออกจากส่วนไขว้แบบวงกลมคุณพบปัญหาสำคัญสองประการ:

ครั้งแรกมุมจะออกแรงดันมากขึ้นกับสิ่งที่อยู่ติดกันและมีแนวโน้มที่จะส่งผลให้เกิดความเสียหายของฉนวน

ประการที่สองสำหรับความถี่สูงใช้ผลกระทบที่ผิวปัจจุบันจะส่งผลให้ความต้านทานที่สูงขึ้นในสายเคเบิลที่มีพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน แต่มีมุม ยิ่งกว่านั้นจำนวนของฉนวนที่จำเป็นสำหรับการหุ้มตัวนำนั้นก็จะเปลี่ยนอิมพีแดนซ์ ในขณะที่สิ่งนี้สามารถจัดการได้เรามีความเข้าใจอย่างดีเกี่ยวกับผลกระทบของผิวอิมพีแดนซ์และฉนวนที่ความถี่สูงสำหรับตัวนำรอบซึ่งมันจะ จำกัด สำหรับนักออกแบบที่จะใช้การกำหนดค่าทางเลือกโดยไม่มีเหตุผลที่เหมาะสม ในพื้นที่ขนาดเล็กเพื่อประสิทธิภาพในตัวเหนี่ยวนำ)

มีข้อควรพิจารณาอื่น ๆ อีกมากมาย - การวาดลวดนั้นยากและยากเย็นแสนเข็ญแล้วการมีการตัดขวางแบบวงกลมช่วยลดการสัมผัสตายสำหรับพื้นที่ทองแดงที่กำหนด ฉนวนกันความร้อนจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากเส้นรอบวงเพิ่มเติมของรูปสามเหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมจัตุรัสเมื่อเทียบกับวงกลม (อีกครั้งสำหรับพื้นที่หน้าตัดของทองแดงเดียวกัน) เมื่องอหรืองอมุมต่างๆจะเกิดความเครียดมากขึ้นจะแข็งตัวเร็วขึ้นและจะแตกได้ง่ายกว่าสายเคเบิลแบบวงกลม

เมื่อพูดถึงสายเคเบิลมันยิ่งยากที่จะสร้างส่วนข้ามอื่น ๆ ลองนึกภาพการใช้ตัวนำ 10 เส้นเพื่อสร้างสายเคเบิลในรูปสามเหลี่ยม เมื่อโค้งงอบิดหรือบีบคุณจะพบว่าสายไฟแต่ละเส้นในสายเคเบิลเคลื่อนออกจากสถานที่และเปลี่ยนรูปทรงเป็นวงกลมมากขึ้น คุณจะเก็บสายเหล่านั้นไว้เพื่อรักษาส่วนของสายเคเบิลที่ต้องการได้อย่างไร คุณสามารถไปที่สายเดี่ยว แต่จากนั้นจะยากมากในการจัดการยืดหยุ่นน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะทำลายและเสียหาย


เนื่องจากคุณได้พูดคุยเกี่ยวกับผลกระทบผิวผมเกี่ยวข้องนี้ไปยังพื้นที่ภาคตัดขวางซึ่งกำหนดต้านทาน (และไม่สนใจฉนวนกันความร้อน ampacity) และใช้ข้อมูลที่เป็นวงกลมเป็นรูปทรงของปริมณฑลที่เล็กที่สุดสำหรับพื้นที่ที่กำหนด
Ronan Paixão

ในขณะที่สายเคเบิลที่ทำจากเกลียวเป็นวงกลมจะมีช่องว่างซึ่งไม่เพิ่มความแข็งแรงหรือความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าโดยตรงช่องว่างภายในสายเคเบิลอนุญาตให้เปลี่ยนรูปร่างเมื่อโค้งงอ
supercat

ฉันสงสัยว่าการม้วนลวดไปยังแกนหมุนนั้นได้รับผลกระทบในลักษณะเดียวกับที่ซุปเปอร์มาร์เก็ตเพราะเหตุผลว่าทำไมกระป๋องถึงกลม
Rob

@Rob หนังสือเวียนราคาถูกกว่าและสะดวกกว่า กระป๋องสี่เหลี่ยมหมายถึงการจัดตำแหน่งพิเศษ (ต้นทุน) ในเครื่องจักรสำหรับการปิดท้ายเพื่อประหยัดพื้นที่ จำกัด เนื้อวัวและปลาซาร์ดีนขายในปริซึมสี่เหลี่ยมโค้งมนเพื่อประหยัดพื้นที่จัดส่งอนิจจาคุณไม่สามารถใช้หลังคามาตรฐานทั้งหมดเพื่อเปิดกระป๋อง (โชคดีที่พวกเขามักจะมีช่องเปิดของตัวเอง)
KalleMP

Adam และ @supercat ทางเลือกของสายเคเบิลตัวนำหลายรอบมักจะแบนซึ่งการจัดตำแหน่งของสายไฟจะคงที่ระหว่างการผลิต สิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นที่ดีขึ้นมากในแกนหนึ่งและอีกอันที่แย่กว่ามากซึ่งมักเป็นการประนีประนอมที่ยอมรับได้ โปรไฟล์เคเบิลอื่น ๆ จะหายากเนื่องจากประโยชน์จะมีน้อยและยากที่จะพิสูจน์ สำหรับการรวมกลุ่มที่หลวมพวกเขาจะถูกวาดลงในท่อร้อยสายที่มีความยืดหยุ่นหรือวางไว้ในบันไดสายเคเบิล
KalleMP

34

มีความยืดหยุ่น

ส่วนข้ามกลมช่วยให้ลวดสามารถโค้งงอในทิศทางใด ๆ อย่างเท่าเทียมกัน


1
@EugeneSh อะไร? ฉันไม่เห็นความสัมพันธ์ของสายแบน
ซามูเอล

3
ไม่จำเป็นต้องใช้สายเคเบิลแบบแบน (ริบบอน) ในทุกทิศทาง พวกมันประกอบไปด้วยลวดกลม
ยูจีน Sh.

11
@EugeneSh สายไฟที่อยู่ภายในสายริบบิ้นนั้นติดค้างอยู่และพวกเขาจำเป็นต้องสามารถโค้งงอเพื่อที่จะล้อมรอบกันและกัน
tcrosley

4
มีสายเคเบิลแบบแบนพร้อมสายแบบแบนราบเช่นกัน PCBs ที่ยืดหยุ่น
Uwe

5
@Uwe & EugeneSh โปรดอ่านคำแรก คุณมีทั้งตัวอย่างของสิ่งต่าง ๆ ที่โค้งงอในหนึ่งแกนขณะที่คำตอบนี้บอกว่า
ซามูเอล

15

ไม่ใช่ทองแดงอย่างเคร่งครัด แต่สำหรับสายที่ใหญ่กว่าคุณจะได้รับแกนสามเหลี่ยม พวกเขามักจะใช้อลูมิเนียมสำหรับแกนขนาดใหญ่เช่นนี้

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


2
คุณจะได้รับสายทองแดงแบบนั้นเช่นกัน EG gulfcable.com/scripts/gulf_htmlshow.php?sID=32
Peter Green

3
@PeterGreen สายเคเบิลที่คุณโพสต์คอร์ประกอบด้วยสายเคเบิลกลมเล็ก ๆ หลายเส้นที่ผูกเข้าด้วยกัน แกนที่ปรากฎที่นี่ดูมั่นคงไหม?
Tschallacka

@Tschallacka ใช่บางครั้งสายอลูมิเนียมจะมาพร้อมกับตัวนำที่เป็นของแข็ง
Li-aung Yip

9

ในอุตสาหกรรมนั้นมีการใช้โลหะ buss solid (retangular) โดยทั่วไปสำหรับการใช้งานที่สูงในปัจจุบัน:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

... ดังนั้นไม่เสมอไป


ตัวอย่างที่ดีคือรีเลย์ขนาดกลางที่ใช้งานง่าย: tech-faq.com/wp-content/uploads/Relay.jpg
Keno

ฉันจะไม่เรียกแท่งแบนว่าเป็น "ลวด" โลหะ
โบฮีเมีย

1
@ โบฮีเมียนสายแบนขนาดเล็กมากถูกพบในสถานที่ที่คุณต้องการโค้งงอในทิศทางเดียวหรือที่แยกความสั่นสะเทือนที่จำเป็น ในขณะที่บัสบาร์อาจมีความสำคัญมากกว่าสายนอกจากนี้ยังมีสายแบน
KalleMP

6

จากจุดการผลิตมันเป็นรูปร่างที่ง่ายที่สุดที่ฉันสามารถเข้าใจได้ซึ่งฉันคิดว่าเป็นปัจจัยสำคัญในเรื่องทั้งหมดนี้ นอกจากนี้ยังเป็นกลไกที่ดีถ้าคุณพิจารณาความเค้นเมื่อคุณเริ่มดัดสิ่งต่างๆ และถ้าคุณคิดเกี่ยวกับมันมันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการบรรจุพื้นที่หน้าตัดให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในพื้นที่ จำกัด


3
การใช้สายไฟแบบกลมไม่ใช่วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการบรรจุสายไฟ สี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมเป็นพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น: goto-denshi.com/product-square-wire-melit.html
Jack Creasey

5
การรักษาข้อบกพร่องเชิงกลของตัวนำสี่เหลี่ยมมุมฉาก ฉันจะบอกคุณข้อบกพร่องหลักที่มีแนวคิดลวดสี่เหลี่ยมมีประสิทธิภาพมากขึ้น: ไปและทำอย่างนั้นกับฉนวนและลวดหลายเส้นในบริเวณใกล้เคียงกันในสายไฟและพยายามที่จะทำให้สายทั้งหมดเรียงรายอย่างสมบูรณ์เพื่อให้พวกเขาสามารถ สัมผัสกันอย่างสมบูรณ์แบบตัวต่อตัวเพื่อให้บรรลุประสิทธิภาพนี้ อะไรที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในทางทฤษฎีไม่จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพมากที่สุดในสถานการณ์จริง
Bart Plovie

3
ไปดูหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูงเกือบทุกชนิดแล้วคุณจะพบกับลวดสี่เหลี่ยม / สี่เหลี่ยม ฉันเห็นด้วยว่าลวดวัตถุประสงค์ทั่วไปที่หุ้มฉนวนนั้นเกือบจะเป็นวงกว้าง แต่ก็ไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพพื้นที่ของฟอร์มแฟคเตอร์ของเส้นลวดฉันขอแนะนำว่าเป็นข้อ จำกัด ทางกายภาพในการผลิต
แจ็ค Creasey

3
คุณกำลังพิจารณาแอพพลิเคชั่นที่เฉพาะเจาะจงมาก ๆ ซึ่งมีความต้องการและข้อ จำกัด ที่เฉพาะเจาะจงมากการใช้วิธีการนั้นสามารถโต้แย้งอะไรก็ได้
Bart Plovie

2
เช่นเดียวกับคุณ OP ถามว่าทำไมสายทองแดงถึงเพียงรอบ .... และมันไม่ใช่
แจ็ค Creasey

2

พวกเขาไม่เพียง แต่รอบ อย่างไรก็ตามการตายของรูเป็นเรื่องกลมทำให้ง่ายต่อการทำและประหยัดที่สุด นอกจากนี้สายเคเบิลแบบกลมยังมีความหลากหลายมากขึ้นในบางสถานการณ์ทั่วไปเช่นการสอดเข้าไปในท่อลูกฟูก (หรือไม่เป็นลูกฟูก) เพื่องอหรือโค้งในพื้นที่เล็ก ๆ เช่นอดีต เมื่อมีความจำเป็นต้องเชื่อมต่อพวกเขาเข้ากับร้านขายเครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านมาตรฐานสำนักงาน ฯลฯ ดังนั้นรอบโดยทั่วไปจึงเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด อย่างไรก็ตามส่วนรอบไม่ได้เป็นเพียงมาตรฐาน มีการใช้รูปร่างอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นสุดท้ายคือการแพร่กระจายการใช้สายเคเบิลแบน adesive ไปที่บ้านหรือระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรม: คุณเพียงแค่ติดตั้งกับผนังด้วย adesive ของพวกเขาและคุณสามารถฉาบและทาสีโดยตรงกับพวกเขาโดยไม่ต้องใช้ท่อลูกฟูกโดยไม่ต้องเจาะกำแพงโดยไม่ต้อง ฉาบปูน


1

เนื่องจากผลกระทบทางผิวหนังกระแสสลับมีแนวโน้มที่จะเดินทางบนพื้นผิวของลวด DC ผ่านทั้งแกน ลวดกลมให้ส่วนหน้าตัดสูงสุดต่อหน่วยของวัสดุที่ใช้ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่สุดสำหรับการวัดหรือความจุที่กำหนด นอกจากนี้ยังมีผลข้างเคียงของการให้พื้นที่ผิวส่วนใหญ่บนพื้นผิวของตัวนำสำหรับพื้นที่หน้าตัดของลวดโดยรวม

ในขณะที่กระบวนการทำลวดตัวเองเป็นสาเหตุส่วนใหญ่ของรูปร่าง แต่ส่วนใหญ่สามารถทำได้ในหลายรูปแบบ แต่ส่วนที่เป็นรูปวงกลมนั้นคุ้มค่าที่สุด


1
DZee, สายไฟแบบกลมมีพื้นที่ผิวน้อยที่สุดต่อจำนวนวัสดุดังนั้นจึงไม่ช่วยผลกระทบทางผิวหนัง นั่นเป็นสาเหตุที่การส่งแรงดันสูงใช้หลอดหรือมัดรวมกัน
regdoug

"พื้นที่ผิวส่วนใหญ่บนพื้นผิวของตัวนำสำหรับพื้นที่หน้าตัดของลวดโดยรวม" นี่เป็นสิ่งที่ผิดอย่างสิ้นเชิง! มันเป็นอีกทางหนึ่ง!
Lorenzo Donati สนับสนุน Monica

1

สำหรับสายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (240 V, 440 V) รูปร่างของตัวนำไม่สำคัญ

สำหรับสายไฟฟ้าแรงสูง (3.3kV ขึ้นไป) จะต้องมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ฉนวนไม่แตก

แรงดันไฟฟ้าแรงที่สุดที่มุมคม วิธีที่ง่ายที่สุดในการควบคุมสิ่งนี้คือทำให้ทุกอย่างกลมกลืน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.