tipuri de sârmă
cea mai simplă formă de sârmă este un conductor de cupru unic neizolat. Cuprul se pătează rapid, astfel încât sârma de cupru conservată (TCW) este disponibilă în mod obișnuit în diferite calibre (diametre) și este adesea folosită pentru barele de autobuz de pământ.
următorul pas este izolarea firului, poate cu smalț poliuretanic. Sârmă de cupru emailată (ECW) este frecvent utilizată pentru înfășurarea transformatoarelor și electromagneților, de unde și celălalt nume, sârmă magnetică. Smalțul trebuie îndepărtat înainte de lipire, fie prin abraziune, fie prin arderea acestuia cu un fier de călcat mult mai fierbinte (450 centi C, 850 centi F) – aici devine util un fier de lipit controlat electronic. Deși este potrivit pentru cablarea care nu se poate mișca, smalțul subțire nu este suficient de robust pentru uz general, iar un izolator mai potrivit pentru cablarea generală este o teacă de plastic, de obicei PVC.
sârmă de cupru Solid nu este foarte flexibil, care este un avantaj atunci când răsucirea de cabluri de încălzire, deoarece păstrează twist aplicat, dar nu atât de bun pentru plumb la un instrument de mână, cum ar fi un fier de lipit. Ruperea conductorului într – un număr de fire fine crește flexibilitatea-cu cât sunt mai multe fire, cu atât mai bine, astfel încât producătorii descriu adesea sârma torsadată prin numărul de fire și ecartamentul lor individual, poate 10/0, 1 mm pentru a desemna zece fire fiecare cu diametrul de 0,1 mm sau 7/32 AWG pentru a desemna șapte fire fiecare din 32 American Wire Gauge (AWG). De obicei, cel mai important parametru este capacitatea de transport curent a firului și acest lucru este determinat în primul rând de aria sa totală a secțiunii transversale, astfel încât firul anterior de 10/0, 1 mm ar putea fi, de asemenea, specificat ca 0.079 mm2 și potrivit pentru curenți de până la 500 mA. Un parametru secundar este tensiunea nominală a izolației de închidere, iar acest lucru trebuie verificat pentru fire foarte fine sau tensiuni ridicate.
deși un singur conductor este util ca fir de conectare pentru cablarea internă, adesea avem nevoie de mai mulți conductori, iar o colecție de conductori izolați într-o teacă comună este cunoscută sub numele de cablu multicore (destul de distinct de un fir multistrand).
un fir care se vedea frecvent în bobinele de frecvență radio este Litzendraht (de obicei prescurtat în Litz). Firul este alcătuit dintr-un număr de fire izolate, toate fiind conectate împreună la fiecare capăt, făcând un singur conductor (motiv pentru care este considerat a fi sârmă, mai degrabă decât cablu). Semnificația izolării (sau servirii) firelor individuale este că efectul pielii forțează curenții de semnal către suprafața exterioară la frecvențe înalte, astfel încât suprafața crescută a firului Litz reduce rezistența la frecvență înaltă (>100 kHz) și, prin urmare, pierderile. Ideea este reînviată periodic pentru audio, dar singurul semnal audio sensibil de la distanță la rezistența cablurilor este cel dintre difuzor și amplificatorul său, totuși majoritatea tweeterelor sunt inductive, cu excepția cazului în care sunt corectate și au o impedanță de >10 Irak la 20 kHz, astfel încât efectul pielii ar trebui să determine creșterea rezistenței cablurilor de înaltă frecvență cu >1 asta pur și simplu nu se întâmplă la frecvențe audio. Cel mai bun mod de a îmbunătăți un cablu de difuzor este să îl scurtați.
firele care transportă semnale de nivel scăzut trebuie protejate împotriva semnalelor de interferență externe. Răsucirea strânsă a picioarelor de trimitere și întoarcere ale unui semnal oferă protecție împotriva câmpurilor magnetice, în timp ce adăugarea unui ecran conductiv coaxial împământat protejează conductorul interior de câmpurile electrostatice. Nu există nimic care să ne oprească combinarea celor două tehnici, astfel încât perechea răsucită în ecranul general este comună pentru cablurile microfonului.
ecranul conductiv al unui cablu coaxial poate fi format pur și simplu prin înfășurarea firelor neizolate de sârmă în jurul unui interior izolat, dar îndoirea unui astfel de cablu face ca firele exterioare să se îndepărteze, permițând interferența să intre, deci o soluție mai bună este împletirea firelor exterioare. Cablul TV terestru intern ieftin are o împletitură foarte deschisă, ceea ce face cablul aproape la fel de eficient (dar prost reglat) ca matricea dipolă intenționată la capătul său. Cablul video coaxial de calitate difuzată are două straturi de împletitură strânsă pentru a minimiza pătrunderea interferențelor, dar acest lucru este scump, deci o soluție mai ieftină folosește un singur ecran împletit peste un ecran suprapus de folie metalică sau poliester aluminizat.
cablul Coaxial este aproape invariabil destinat utilizării frecvențelor radio, iar parametrul cheie tinde să fie impedanța caracteristică, mai degrabă decât capacitatea de încărcare a curentului. Impedanța caracteristică este impedanța văzută între cei doi conductori care privesc în fiecare capăt al unei lungimi infinite a cablului. Imaginați-vă că aveți o lungime infinită de cablu coaxial cu impedanță caracteristică de 50 de centime și tăiați un metru de la un capăt. Acum aveți o lungime infinită de cablu și o lungime de un metru de cablu. Prin definiție, lungimea infinită trebuie să arate în continuare ca 50 de centimetrii, dar lungimea de un metru arăta și ca 50 de centimetrii când este terminată de lungimea infinită și nu ar arăta diferit dacă am termina-o cu o rezistență de 50 de centimetrii între cei doi conductori. Prin simetrie, lungimea infinită a cablului arată ca o rezistență de 50 de la fiecare capăt, astfel încât lungimea de un metru a cablului trebuie terminată cu o rezistență de 50 de la fiecare capăt pentru a-și menține impedanța caracteristică.
odată ce un cablu este suficient de lung pentru ca mai multe lungimi de undă ale semnalului să apară de-a lungul cablului, acesta se comportă ca o linie de transmisie și, cu condiția ca acesta să fie terminat la fiecare capăt de o rezistență egală cu impedanța sa caracteristică, un semnal propagat de la un capăt este total absorbit la capătul îndepărtat fără reflexii. Terminarea greșită la capătul îndepărtat determină o singură reflecție să revină înapoi pe cablu la sursă, unde este total absorbită de impedanța potrivită a sursei. Cu toate acestea, dacă rezistența sursei nu este, de asemenea, potrivită cu impedanța caracteristică a cablului, reflexia se reflectă înapoi de la sursă și sare înapoi și înainte în jos pe cablu până când este absorbită de pierderile de cablu. Efectul asupra televiziunii analogice a fost de a provoca o imagine fantomă ușor în dreapta imaginii originale.
reflecțiile se adaugă sau scad la semnalul dorit, dar sunt neobservabile, cu condiția ca cablul să fie scurt în comparație cu tranzițiile semnalului și de aceea definițiile liniei de transmisie sunt de obicei formulate în termeni de lungime de undă și lungime de cablu. Cu toate acestea, semnalele se deplasează mai lent pe un cablu decât spațiul liber, astfel încât producătorii specifică de obicei factorul de viteză, care este proporția vitezei luminii (c). Cablurile coaxiale tipice au un factor de viteză de centicc.
semnificația acestei discuții despre cablurile coaxiale și liniile de transmisie nu este că controlul impedanței caracteristice a cablului și al factorului de viteză este important pentru sunetul analogic (nu este), ci că duce la alegeri materiale care au calități audio utile. Un parametru cheie pentru cablul de semnal audio analogic este capacitatea pe unitate de lungime, care poate fi calculată pentru orice cablu coaxial folosind:
unde:
x70=permitivitatea spațiului liber x8.854 XlX 10-12 F/m
er=permitivitatea relativă a izolatorului XlX 2-3 pentru majoritatea materialelor plastice solide
D=diametrul izolatorului
d=diametrul conductorului miezului.amintindu-ne că toți condensatorii suferă pierderi dielectrice crescânde cu frecvența, cablurile coaxiale de frecvență radio necesită fie un izolator solid de bună calitate, cum ar fi PTFE, fie utilizarea atentă a unui izolator mai mic. PTFE trebuie extrudat la o temperatură suficient de ridicată încât să oxideze CUPRUL și să topească lipirea, astfel încât conductorul interior este mai degrabă placat cu argint decât conservat (nimic de-a face cu efectul pielii). După un vid, aerul este cel mai bun dielectric, astfel încât unele cabluri de frecvență radio minimizează efectul unui dielectric de calitate mai slabă între miez și conductorul exterior prin spumarea acestuia sau aranjarea acestuia în spițe subțiri de susținere radiale care reduc valoarea medie a er. Tipic izolator solid cablu coaxial 50 Ω are o capacitate de ≈100 pF/m, sau ≈30 pF pe picior, iar acest lucru devine semnificativ la frecvențe audio dacă sursa de rezistență este semnificativă (≥1 kΩ) sau cablul este lung (≥2 m).
deoarece o sondă osciloscopică trece un curent neglijabil în impedanța de intrare a osciloscopului de 1 M/ / 12 PF, rezistența în serie nu este o problemă, iar cablul coaxial al sondei poate avea un diametru central al conductorului mult mai mic, ceea ce duce la o capacitate semnificativ redusă pe unitate de lungime.
un produs secundar util al necesității unui dielectric gros (în comparație cu un condensator explicit) este că cablurile coaxiale de frecvență radio tind să aibă> 2 kV DC evaluări de tensiune între miez și ecran. Astfel, când ați furat ecranul împletiturii pentru a realiza un cablu ombilical sau audio personalizat, nu aruncați interiorul (izolat), deoarece este un fir util de înaltă tensiune.
toate cablurile au o rază minimă de îndoire, iar îndoirea unui cablu coaxial atât de strâns încât izolatorul intern începe să se prăbușească modifică impedanța caracteristică, rezultând o reflectare din acel punct – ceea ce este o problemă pentru sunetul digital. Mai semnificativ pentru supape, deformarea izolatorului concentrează încărcarea și reduce tensiunea locală, deci tratați cablurile cu grijă și nu le îndoiți strâns. Cablul de alimentare este furnizat de producătorul său înfășurat ușor pe un tambur, totuși atât de multe echipamente ajung cu un cablu de alimentare IEC strâns, ale cărui îndoiri sunt aproape imposibil de îndepărtat. De ce?
nu există nimic care să ne împiedice să grupăm un număr de cabluri coaxiale sau perechi răsucite într-o singură teacă. Odată ce perechile răsucite sunt grupate împreună, acestea ar putea interfera unele cu altele, astfel încât să poată fi ecranate individual sau un singur ecran general adăugat sub teaca exterioară, iar cataloagele componentelor sunt pline de astfel de cabluri și conectori asociați. Ca un exemplu extrem, camera de televiziune color timpurie EMI 2001/1 avea nevoie de zece cabluri coaxiale pentru semnale video analogice între capul camerei și unitatea de control a camerei, plus mai multe fire pentru semnale de control și putere, ducând la cablul camerei G101 (101 conductori).
cablurile multicore personalizate sunt scumpe atât pentru a face, cât și pentru a termina, astfel încât soluția ulterioară a camerei de televiziune a fost de a modula toate semnalele pe purtătorii de frecvență radio și de a muta sursa de alimentare la capul camerei. Cablul de semnal trebuia să fie o linie de transmisie coaxială care să poată transporta semnale plus puterea de rețea între miez și ecran, astfel încât (pentru siguranță) un alt ecran conectat la pământ a fost plasat în jurul (dar izolat de) conductorul neutru, rezultând un cablu triaxial. Deși electronica suplimentară necesară pentru multiplexarea semnalului a fost costisitoare, a fost depășită de economiile de costuri prin cablu atunci când erau necesare mile de cablu, cum ar fi la emisiunile exterioare.
cablurile și conectorii Triaxiali sunt, de asemenea, utilizați la intrarea electrometrelor (ampermetre al căror interval maxim este de numai 20 mA), deoarece bootstrapping ecranul interior printr-un adept de tensiune de la semnal reduce curenții de scurgere a cablurilor, lăsând în același timp ecranul exterior pentru a-și îndeplini funcția tradițională de screening. În teorie, bootstrapping ecranul interior al unui cablu triaxial ar putea reduce capacitatea cablului suficient pentru a conecta o capsulă de microfon condensator la amplificatorul său de intrare, dar este invariabil mai bine să rezolvați problema capacității mutând amplificatorul de intrare adiacent sursei. Autorul nu a găsit încă o aplicație audio autentică pentru cablu triaxial.
deși cablul ombilical fabricat comercial devine rapid scump, cablurile personalizate scurte sunt realizate cu ușurință prin gruparea firelor sau cablurilor individuale împreună într-o teacă comună, iar panglica de nailon pentru acest scop este ușor disponibilă. Dacă am dori, am putea adăuga un ecran împletit preluat dintr-un cablu video, permițând construirea unui cablu ombilical compus din fire răsucite cu ecartament greu pentru aprovizionarea încălzitorului în propriul ecran, fire fine de control, fire de semnal ecranate, plus un ecran exterior și, în final, o împletitură de nailon de reținere și izolare. Panglica izolatoare este necesară deoarece, dacă un ecran conductor este lăsat să se răzuie peste lucrările metalice împământate, creează crackles audio pe măsură ce curenții de pământ sunt făcuți și rupți.
