rodzaje drutu

najprostszą formą drutu jest nieizolowany pojedynczy przewód miedziany. Miedź szybko matowieje, więc ocynowany drut miedziany (TCW) jest powszechnie dostępny w różnych średnicach i jest często używany do szyn uziemiających.

następnym krokiem jest zaizolowanie drutu, być może emalią poliuretanową. Emaliowany drut miedziany (ECW) jest powszechnie stosowany do nawijania transformatorów i elektromagnesów, stąd jego inna nazwa, drut magnetyczny. Szkliwo musi zostać usunięte przed lutowaniem, poprzez ścieranie lub wypalanie go znacznie gorętszym żelazkiem (450°C, 850 ° F) – w tym przypadku użyteczna staje się elektronicznie sterowana lutownica. Chociaż nadaje się do okablowania, które nie może się poruszać, ta cienka emalia nie jest wystarczająco wytrzymała do ogólnego zastosowania, a bardziej odpowiednim izolatorem do ogólnego okablowania jest osłona z tworzywa sztucznego, zwykle PVC.

drut miedziany nie jest bardzo elastyczny, co jest zaletą podczas skręcania przewodów grzejnych, ponieważ zachowuje zastosowany skręt, ale nie jest tak dobry dla ołowiu do narzędzia ręcznego, takiego jak lutownica. Rozbicie przewodu na kilka drobnych pasm zwiększa elastyczność-im więcej pasm, tym lepiej, więc producenci często opisują spleciony drut przez liczbę pasm i ich indywidualny wskaźnik, być może 10 / 0,1 mm, aby określić dziesięć pasm o średnicy 0,1 mm lub 7 / 32 AWG, aby określić siedem pasm każdy z 32 American Wire Gauge (AWG). Zwykle najważniejszym parametrem jest nośność prądu drutu i jest to określane przede wszystkim przez jego całkowity obszar przekroju, więc poprzedni drut 10/0, 1 mm można również określić jako 0.079 mm2 i nadaje się do prądów do 500 mA. Drugorzędnym parametrem jest napięcie znamionowe izolacji otaczającej i należy to sprawdzić pod kątem bardzo drobnych przewodów lub wysokich napięć.

chociaż pojedynczy przewód jest przydatny jako przewód łączący do okablowania wewnętrznego, często potrzebujemy więcej przewodów, a zbiór izolowanych przewodów we wspólnej osłonie jest znany jako kabel wielordzeniowy (zupełnie inny niż przewód wielordzeniowy).

przewód, który kiedyś był powszechnie spotykany w cewkach częstotliwości radiowych, To Litzendraht (zwykle w skrócie Litz). Przewód składa się z wielu izolowanych pasm, z których wszystkie są połączone ze sobą na każdym końcu, tworząc jeden przewód (dlatego uważa się go za przewód, a nie Kabel). Znaczenie izolacji (lub podawania) poszczególnych pasm polega na tym, że efekt skóry wymusza prądy sygnałowe na zewnętrzną powierzchnię przy wysokich częstotliwościach, więc zwiększona powierzchnia drutu Litz zmniejsza odporność na wysoką częstotliwość (>100 kHz), a tym samym straty. Pomysł jest okresowo wznawiany dla dźwięku, ale jedynym sygnałem audio zdalnie wrażliwym na rezystancję kabla jest sygnał między głośnikiem a jego wzmacniaczem, jednak większość głośników wysokotonowych jest indukcyjna, o ile nie została skorygowana i ma impedancję >10 Ω przy 20 kHz, więc efekt skórny musiałby spowodować wzrost rezystancji kabla wysokiej częstotliwości o >1 Ω, aby spowodować zmianę poziomu o 1 dB, i to po prostu nie dzieje się na częstotliwościach audio. Najlepszym sposobem na poprawę kabla głośnikowego jest jego skrócenie.

Przewody przenoszące sygnały niskiego poziomu muszą być chronione przed zewnętrznymi sygnałami zakłócającymi. Szczelne skręcanie nóg wysyłania i powrotu sygnału zapewnia ochronę przed polami magnetycznymi, podczas gdy dodanie uziemionego współosiowego ekranu przewodzącego chroni wewnętrzny przewód przed polami elektrostatycznymi. Nic nie powstrzyma nas przed połączeniem tych dwóch technik, więc skrętka w ogólnym ekranie jest wspólna dla kabli mikrofonowych.

Ekran przewodzący kabel koncentryczny może być utworzony po prostu przez owinięcie nieizolowanych pasm drutu wokół izolowanej wewnętrznej, ale zginanie takiego kabla powoduje rozsunięcie się zewnętrznych pasm, umożliwiając wejście zakłóceń, więc lepszym rozwiązaniem jest oplot zewnętrznych pasm. Tani Krajowy Kabel telewizji naziemnej ma bardzo otwarty warkocz, dzięki czemu kabel jest prawie tak skuteczny (ale źle dostrojony), jak zamierzona tablica dipolowa na jej końcu. Kabel koncentryczny wideo o jakości transmisji ma dwie warstwy ciasnego oplotu, aby zminimalizować wnikanie zakłóceń, ale jest to kosztowne, więc tańsze rozwiązanie wykorzystuje pojedynczy pleciony ekran na docieranym ekranie z folii metalowej lub aluminiowanego poliestru.

Kabel Koncentryczny jest prawie zawsze przeznaczony do stosowania w częstotliwości radiowej, a kluczowym parametrem jest raczej impedancja charakterystyczna niż nośność prądu. Impedancja charakterystyczna to impedancja widoczna między dwoma przewodnikami patrząc na oba końce nieskończonej długości kabla. Wyobraź sobie, że masz nieskończoną Długość kabla koncentrycznego o impedancji charakterystycznej 50 Ω i odcinasz metr od jednego końca. Teraz masz nieskończoną Długość kabla i jeden metr długości kabla. Z definicji nieskończona długość musi nadal wyglądać jak 50 Ω, ale długość jednego metra również wyglądała jak 50 Ω, gdy jest zakończona nieskończoną długością i nie wyglądałaby inaczej, gdybyśmy zakończyli ją rezystancją 50 Ω między dwoma przewodnikami. Symetrycznie nieskończona Długość kabla wygląda jak rezystancja 50 Ω z obu końców, więc długość jednego metra kabla musi być zakończona rezystancją 50 Ω na każdym końcu, aby utrzymać swoją charakterystyczną impedancję.

gdy kabel jest wystarczająco długi, aby wzdłuż kabla wystąpiło wiele długości fal sygnału, zachowuje się on jak linia transmisyjna i pod warunkiem, że jest zakończony na każdym końcu rezystancją równą jego charakterystycznej impedancji, sygnał propagowany z jednego końca jest całkowicie pochłaniany na drugim końcu bez odbić. Błędne zakończenie na Dalekim końcu powoduje, że pojedyncze odbicie wraca z powrotem w dół kabla do źródła, gdzie jest całkowicie absorbowane przez dopasowaną impedancję źródła. Jeśli jednak rezystancja źródła nie jest również dopasowana do impedancji charakterystycznej kabla, odbicie odbija się od źródła i odbija się do tyłu i do przodu w dół kabla, aż do wchłonięcia przez straty kabla. Efektem w telewizji analogowej było wywołanie obrazu ducha nieco na prawo od obrazu oryginalnego.

odbicia dodają lub odejmują do zamierzonego sygnału, ale są niezauważalne pod warunkiem, że kabel jest krótki w porównaniu z przejściami sygnału, dlatego definicje linii transmisyjnych są zwykle sformułowane w kategoriach długości fali i długości kabla. Jednak sygnały poruszają się wolniej po kablu niż w wolnej przestrzeni, dlatego producenci zwykle określają Współczynnik prędkości, który jest proporcją prędkości światła (c). Typowe kable koncentryczne mają współczynnik prędkości ≈≈c.

pamiętając, że wszystkie kondensatory cierpią na rosnące straty dielektryczne z częstotliwością, kable koncentryczne o częstotliwości radiowej wymagają dobrej jakości stałego izolatora, takiego jak PTFE, lub ostrożnego stosowania mniejszego izolatora. PTFE musi być wytłaczane w wystarczająco wysokiej temperaturze, aby utlenić miedź i stopić lut, więc wewnętrzny przewód jest posrebrzany, a nie cynowany (nic wspólnego z efektem skóry). Po próżni powietrze jest najlepszym dielektrykiem, więc niektóre kable o częstotliwości radiowej minimalizują efekt gorszej jakości dielektryka między rdzeniem a zewnętrznym przewodnikiem poprzez spienianie go lub układanie go w cienkie radialne szprychy podtrzymujące, które zmniejszają średnią wartość er. Typowy kabel koncentryczny z izolatorem stałym 50 Ω ma pojemność ≈100 pF / m lub ≈30 pF na stopę, co staje się znaczące przy częstotliwościach audio, jeśli rezystancja źródła jest znaczna (≥1 kΩ) lub kabel jest długi (≥2 m).

ponieważ sonda oscyloskopu przepuszcza nieistotny prąd do impedancji wejściowej oscyloskopu 1 MΩ//≈12 PF, rezystancja szeregowa nie stanowi problemu, a kabel koncentryczny sondy może mieć znacznie mniejszą średnicę przewodu centralnego, co prowadzi do znacznie zmniejszonej pojemności na jednostkę długości.

przydatnym produktem ubocznym potrzeby grubego dielektryka (w porównaniu do jawnego kondensatora) jest to, że kable koncentryczne o częstotliwości radiowej mają zwykle>napięcie 2 kV DC między rdzeniem a ekranem. Tak więc, gdy ukradłeś ekran plecionki w celu wykonania niestandardowego kabla pępowinowego lub audio, nie wyrzucaj (izolowanego) wewnętrznego, ponieważ jest to przydatny przewód wysokiego napięcia.

wszystkie kable mają minimalny promień zgięcia, a wygięcie kabla koncentrycznego tak mocno, że wewnętrzny izolator zaczyna się zapadać, zmienia impedancję charakterystyczną, powodując odbicie od tego punktu – co jest problemem dla cyfrowego audio. Co ważniejsze w przypadku zaworów, deformacja izolatora koncentruje ładunek i zmniejsza lokalną wartość napięcia, więc traktuj Kable ostrożnie i nie zginaj ich mocno. Kabel sieciowy jest dostarczany przez jego producenta delikatnie zwinięty na bębnie, ale tyle sprzętu przybywa z ciasnym, ośmiokątnym przewodem sieciowym IEC, którego załamania są prawie niemożliwe do usunięcia. Dlaczego?

nic nie powstrzyma nas przed połączeniem kilku kabli koncentrycznych lub skrętek w jedną osłonę. Gdy skręcone pary są połączone ze sobą, mogą kolidować ze sobą, dzięki czemu mogą być indywidualnie ekranowane lub pojedynczy ogólny ekran dodany pod osłoną zewnętrzną, a katalogi komponentów są pełne takich kabli i powiązanych z nimi złączy. Jako ekstremalny przykład, wczesna kolorowa kamera telewizyjna EMI 2001/1 potrzebowała dziesięciu kabli koncentrycznych dla analogowych sygnałów wideo między głowicą kamery a jednostką sterującą kamery, plus więcej przewodów dla sygnałów sterujących i zasilania, co doprowadziło do kabla kamery G101 (101 przewodów).

niestandardowe Kable wielordzeniowe są drogie zarówno do wykonania, jak i zakończenia, więc późniejszym rozwiązaniem kamery telewizyjnej było modulowanie wszystkich sygnałów na nośnikach częstotliwości radiowych i przeniesienie zasilania do głowicy kamery. Kabel sygnałowy musiał być współosiową linią transmisyjną, która mogłaby przenosić sygnały plus zasilanie sieciowe między rdzeniem a ekranem, więc (dla bezpieczeństwa) inny ekran podłączony do ziemi został umieszczony wokół (ale odizolowany) PRZEWODU NEUTRALNEGO, w wyniku czego powstał Kabel trójosiowy. Chociaż dodatkowa Elektronika potrzebna do multipleksowania sygnału była kosztowna, przeważały nad nią oszczędności kabli, gdy potrzebne były mile kabli, na przykład przy zewnętrznych transmisjach.

Kable i złącza trójosiowe są również używane na wejściu elektrometrów (amperomierzy, których najwyższy zakres wynosi tylko 20 mA), ponieważ bootstrapping wewnętrznego ekranu za pomocą podążacza napięcia z sygnału zmniejsza prądy upływu kabla, pozostawiając zewnętrzny ekran, aby wykonać tradycyjną funkcję przesiewania. Teoretycznie, bootstrapping wewnętrzny ekran kabla trójosiowego może zmniejszyć pojemność kabla wystarczająco, aby podłączyć kapsułę mikrofonu pojemnościowego do wzmacniacza wejściowego, ale niezmiennie lepiej jest rozwiązać problem pojemności, przesuwając wzmacniacz wejściowy w sąsiedztwie źródła. Autor nie znalazł jeszcze oryginalnej aplikacji audio dla kabla trójosiowego.

chociaż komercyjnie produkowany Kabel pępowinowy szybko staje się drogi, krótkie niestandardowe kable są łatwo wytwarzane przez łączenie pojedynczych przewodów lub kabli we wspólnej osłonie, a oplot nylonowy do tego celu jest łatwo dostępny. Gdybyśmy chcieli, moglibyśmy dodać pleciony ekran pobrany z kabla wideo, umożliwiający budowę kabla pępowinowego składającego się ze skręconych drutów o dużej średnicy do zasilania nagrzewnicy we własnym ekranie, cienkich przewodów sterujących, ekranowanych przewodów sygnałowych, plus Ekran Zewnętrzny, a wreszcie oplot nylonowy utrzymujący i izolujący. Oplot izolacyjny jest potrzebny, ponieważ jeśli ekran przewodzący może zeskrobać się przez uziemioną metaloplastykę, tworzy trzaski audio, gdy powstają i pękają znaczne prądy uziemiające.