为什么铜电缆是圆形的?


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为什么电缆只能制成圆形?有什么好处?为什么没有三角形,四边形或五边形的电缆?



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我们使用1mm方形线材进行微波滤波器设计
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75'1

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在大功率应用中,使用方形铜,因为它可以用螺栓固定在一起。
Optionparty

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在互联网上搜索铜母排,它们有各种形状和尺寸。
泰勒(Tyler)

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并非所有电缆都是圆形的。只是圆形电缆更便宜,而且更能承受压力(我们真的很喜欢在应力有问题的地方使用曲线-与尖角不同,它均匀地分配了负载)。为什么圆形电缆便宜?由于拉制了电缆,并且圆形模具对应力的承受能力更强,并且导线分布更均匀。对于交流电,电流不流经电缆的全部,而是流向皮肤。圆形电缆效率最高;不过,这仅对于大型电缆(对于60 Hz电流,直径>〜20mm)或高频非常重要。
a安

Answers:


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就像杰西卡·兔子(Jessica Rabbit),因为它们是那样画的。

线材生产涉及通过连续较小的模具(通常在其间进行退火)拉(拉)线。模具最容易制造有圆孔(它们通常由非常坚硬的材料(例如钻石)制成。

并非所有的电线都是圆形的-圆角矩形电线有时用于电感器和变压器。


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有时为六边形-至少一个扬声器驱动单元mfgr用六边形铜绕组音圈,以便在狭窄的间隙中获得略低的阻抗。morelhifi.com/technology一些大电流变压器绕组是扁平的铜带。
Brian Drummond

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当然,也有薄的铜带解决方案(极矩形),例如用于扁平扬声器线的解决方案。
Jack Creasey

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由于双关语,我想投票...但是+1
马修·怀特

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我怀疑拉丝模是由金刚石制成的,它们通常仅用于磨削。模具的硬度实际上与其强度无关紧要。你不想磨损任何东西。对于铜线,几乎可以肯定是工具钢。
尼克T

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@NickT对于严重的铜生产,他们似乎确实使用了碳化钨或PCD(多晶金刚石)。这就是我上次参观工厂生产线时被告知的内容。显然,单晶金刚石用于很小的导线。几公斤的铜最终可能是几公里的电线。
Spehro Pefhany

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当您离开圆形横截面时,会遇到两个重大问题:

首先,拐角会对相邻物体施加更大的压力,并且更有可能导致绝缘损坏。

其次,对于高频使用,趋肤电流效应将导致具有相同横截面积但带有拐角的电缆具有更高的阻抗。此外,覆盖该导体所需的大量绝缘也将改变阻抗。尽管可以解决这一问题,但我们已经对圆形导体在高频下的集肤效应,阻抗和绝缘效应有了很好的了解,这将限制设计师在没有充分理由的情况下使用替代配置(例如,安装更多铜缆)在较小的区域中以提高电感效率)。

还有许多其他考虑因素-拉丝已经很困难而且费劲,具有圆形横截面会减少给定面积的铜的管芯接触。与三角形相比,由于三角形或正方形的附加圆周会增加绝缘(同样,对于相同的铜截面积)。与圆形电缆相比,弯曲或弯曲拐角时会承受更大的应力,变硬更快并且更容易破裂。

在讨论电缆时,制作其他横截面变得更加困难。想象一下,用10条导体将电缆制成三角形。当弯曲,扭曲或挤压时,您会发现电缆中的各根导线移出它们的位置并变形为更圆形的形状。您如何将这些电线固定在适当的位置以保持所需的电缆横截面?您可以使用一根电线,但是这样一来,它将变得更难管理,更不灵活,并且更容易断裂和损坏。


自从您谈到集肤效应以来,我将其与横截面的面积相关联,该面积确定了电阻(并忽略了绝缘,载流量),并使用了一个信息,即圆是给定面积的最小周长形状
RonanPaixão17年

尽管由圆形绞合线制成的电缆将具有不会直接增加强度或载流能力的空隙,但在弯曲时,电缆内的空隙会使电缆改变形状,从而使弯曲处的绞合线可以走到某个地方。
超级猫

我想知道超市上的罐头是否会受到影响,原因是罐头是圆形的。
罗布

@Rob Circular更便宜,更方便。方罐意味着机器的额外对准(成本)以封闭端部,从而节省了空间。咸牛肉和沙丁鱼以圆角矩形棱柱出售,以节省运输空间,a,您不能使用所有标准的开罐器打开罐头(可惜的是,它们通常有自己的开罐器)。
KalleMP

亚当(Adam)和@supercat,圆形多导体电缆的替代品通常是扁平的,在制造过程中,导线的对准是固定的。这在一个轴上提供了更好的灵活性,而在另一个轴上提供了更差的灵活性,这通常是可以接受的折衷方案。其他电缆的概况很少见,因为好处很少而且很难证明。对于松散的线束,它们被拉入柔性导管中或放置在电缆梯中。
KalleMP

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灵活性

圆形横截面允许电线在任何方向均等地弯曲。


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@EugeneSh。什么?我没有看到扁平线之间的关系。
塞缪尔

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不需要扁平(带状)电缆在所有方向上弯曲。但是它们是由圆线组成的。
尤金(Eugene Sh)。

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@EugeneSh。带状电缆内部的电线是多股绞合的,它们需要能够弯曲才能相互缠绕。
tcrosley

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也有带有扁平电线的扁平电缆,柔性PCB。
Uwe

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@Uwe和EugeneSh。请仔细阅读第一个单词。你们都给出了在一个轴上弯曲的事物的示例,而这个答案清楚地表明“任何方向”。
塞缪尔

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并非严格来说是铜,但对于较大的电缆,确实可以使用三角形芯。他们倾向于将铝用于此类较大的铁芯。

在此处输入图片说明


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您也可以获得类似的铜缆。EG gulfcable.com/scripts/gulf_htmlshow.php?sID=32
彼得·格林

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@PeterGreen您张贴芯线的电缆由绑在一起的多条小圆形电缆组成。这里描绘的核心看起来很牢固?
Tschallacka

@Tschallacka是的,铝电缆有时会带有实心(非绞合)导体。
叶立昂'01

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在工业中,通常使用固体(矩形)金属(通常是铜)母线,用于大电流应用:

在此处输入图片说明

...因此,并非总是圆的。


一个简单的中等电流继电器就是一个很好的例子:tech-faq.com/wp-content/uploads/Relay.jpg
Keno

我不会将扁平的金属条称为“金属丝”
Bohemian

1
在需要向一个方向弯曲或需要隔振的地方,可以找到尺寸很小的波希米亚扁平线。尽管母线可能比电线更坚固,但也有扁平电线。
KalleMP

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从生产的角度来看,它很容易成为最简单的形状,我认为这是所有这些中的主要因素。如果在开始弯曲物体时考虑应变,则在机械上也是有利的。而且,如果您考虑一下,它也是在有限的空间内填充尽可能多的横截面面积(因此是导电材料)的最有效方法。


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使用圆形电线并不是包装电线的最有效方法。正方形或矩形更节省空间:goto-denshi.com/product-square-wire-melit.html
Jack Creasey

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将矩形导体的机械缺陷放在一边。我将告诉您矩形电线概念效率更高的主要缺陷:使用线束中的绝缘层和几根彼此靠近的电线去做,并尝试使所有电线完美对齐,以便它们能够完美面对面地触摸彼此,以实现这种效率。理论上最有效的方法不一定是实际情况中最有效的方法。
巴特·普洛维

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看看几乎所有的高功率变压器,您会发现方形/矩形导线。我确实同意,绝缘通用电线几乎普遍都是圆形的,但这与电线外形尺寸的空间效率无关,我认为这纯粹是物理制造上的限制。
Jack Creasey

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您正在考虑具有非常特定的需求和约束的非常特定的应用程序,使用该方法可以进行任何争论。
巴特·普罗维

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就像您一样,操作员问为什么铜电缆只能是圆形的。。。
Jack Creasey

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他们不仅是圆形的。无论如何,模具孔是圆形的,因为它们更容易制造且最经济。同样,圆形电缆在某些一般情况下用途更广,例如将其插入波纹管(或非波纹管)中,例如在很小的空间内弯曲或弯曲。因此,通常将圆形部分最常用于实用和经济上的优势。无论如何,圆形截面不是唯一的标准。使用其他形状。例如,最后,将粗线扁平电缆的使用扩展到了家庭或工业电气系统:您只需将粗线扁平电缆连接到墙上,就可以在不使用波纹管的情况下将腻子直接涂在它们上,而无需使用波纹管,而无需拉动墙壁,而无需抹灰。


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由于集肤效应,交流电倾向于在电线表面传播。DC通过整个核心。圆线使所用单位材料的横截面最大化,因此在提供给定的规格或容量时最具成本效益。对于整个导线的给定横截面面积,它还具有在导体表面上提供最大表面积的副作用。

虽然制线模具工艺本身很大程度上是其形状的原因,但模具可以使其具有多种形状,但是圆形横截面也是最具成本效益的。


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DZee,圆线每单位材料的表面积最小,因此对集肤效果没有帮助。这就是为什么高压传输使用管或间隔成束的原因。
regdoug

“对于整个导线的给定横截面面积,导体表面上的最大表面积”。这是完全错误的!就是相反!
洛伦佐·多纳蒂

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对于低压电缆(240 V,440 V),导体的形状并不重要。

对于高压电缆(3.3kV及更高),需要控制电压应力,以使绝缘不会破裂。

尖角处的电压应力最大。因此,控制此问题的最简单方法是使所有内容变得全面。

在此处输入图片说明

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