Pourquoi les câbles sont-ils uniquement constitués de formes rondes? Quel est l'avantage de cela? Pourquoi n'y a-t-il pas de câbles de forme triangulaire, quadrilatérale ou pentagonale?
Nous avons utilisé un fil carré de 1 mm pour la conception de filtres à hyperfréquences
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
7
Dans les applications à forte puissance, le cuivre carré est utilisé car il peut être boulonné.
Optionparty
4
Faites une recherche sur Internet pour les barres de bus en cuivre, ils viennent dans toutes les formes et tailles.
Tyler
14
Tous les câbles ne sont pas ronds. C'est simplement que les câbles ronds sont moins chers et plus résistants au stress (nous aimons vraiment utiliser des courbes lorsque le stress est un problème - il répartit la charge de manière uniforme, contrairement aux angles pointus). Pourquoi les câbles ronds sont-ils moins chers? Parce que les câbles sont tirés et que les matrices rondes sont plus résistantes au stress et répartissent le fil plus uniformément. Et pour le courant alternatif, le flux ne traverse pas l’ensemble du câble, mais uniquement la peau - un câble rond est le plus efficace; cela ne devient important que pour les gros câbles (diamètre> ~ 20 mm pour un courant de 60 Hz) ou les hautes fréquences.
Luaan
Réponses:
89
Comme Jessica Rabbit, car ils sont dessinés de cette façon.
La production de fil consiste à tirer (tirer) le fil à travers des matrices successivement plus petites (souvent avec recuit entre les deux). Les matrices sont plus facilement fabriquées avec des trous ronds (elles sont généralement faites de matériaux très durs tels que le diamant).
Tous les fils ne sont pas arrondis - des fils rectangulaires arrondis sont parfois utilisés dans les inductances et les transformateurs.
De temps en temps hexagonal - au moins une unité d’enceinte pour haut-parleur mfgr enroule des bobines téléphoniques en cuivre hexagonal pour obtenir une impédance légèrement inférieure dans un intervalle étroit. morelhifi.com/technology Certains enroulements de transformateur à courant élevé sont des rubans de cuivre plats.
Brian Drummond
1
Et bien sûr, il existe des solutions de bande de cuivre mince (extrême rectangulaire) telles que celles destinées aux câbles de haut-parleur plats.
Jack Creasey
10
Je veux voter à cause du jeu de mots ... mais +1
Matthew Whited
2
Je doute que les matrices de tréfilage soient en diamant, elles ne sont généralement utilisées que dans le meulage. La dureté de la matrice importe moins que sa force. vous ne voulez rien abraser. Pour le fil de cuivre, c'est presque certainement de l'acier à outils.
Nick T
1
@ NickT Pour la production sérieuse de cuivre, ils semblent utiliser du carbure de tungstène ou du PCD (diamant polycristallin). C'est ce que l'on m'avait dit la dernière fois que j'ai visité une usine de fabrication de fils. Apparemment, le diamant monocristallin est utilisé pour de très petits fils. Quelques kilos de cuivre peuvent représenter plusieurs kilomètres de fil.
Spehro Pefhany
43
Lorsque vous vous éloignez de sections transversales circulaires, vous rencontrez deux problèmes importants:
Premièrement, les angles exerceraient davantage de pression sur les éléments adjacents et risqueraient davantage d’endommager l’isolant.
Deuxièmement, pour une utilisation à haute fréquence, l’effet de courant de peau entraînerait une impédance plus élevée dans un câble de même section mais avec des angles. En outre, la plus grande quantité d’isolation requise pour recouvrir ce conducteur modifierait également l’impédance. Bien que cela puisse être traité, nous connaissons déjà très bien l’effet de peau, l’impédance et l’effet d’isolation aux hautes fréquences des conducteurs ronds, ce qui empêcherait les concepteurs d’utiliser des configurations alternatives sans raison valable (par exemple, dans un plus petit domaine d’efficacité des inducteurs).
Il y a beaucoup d'autres considérations - le tréfilage est déjà difficile et astreignant, une section transversale circulaire réduit le contact de matrice pour une zone donnée de cuivre. L'isolation augmenterait en raison de la circonférence supplémentaire d'un triangle ou d'un carré par rapport à un cercle (là encore, pour la même section transversale de cuivre). Lors de la flexion ou de la flexion des angles, les contraintes seraient plus importantes, le durcissement plus rapide et les fissures plus rapides que les câbles circulaires.
Lorsque vous parlez de câbles, il devient encore plus difficile de créer d'autres sections transversales. Imaginez prendre 10 conducteurs pour faire un câble dans un triangle. Une fois pliés, tordus ou pincés, les différents fils du câble bougent et se déforment pour prendre une forme plus circulaire. Comment garderiez-vous ces fils en place pour maintenir la section de câble souhaitée? Vous pouvez utiliser un seul fil, mais il sera alors beaucoup plus difficile à gérer, beaucoup moins souple et plus sujet aux bris et aux dommages.
Puisque vous avez parlé d'effet de peau, je relierais cela à la surface de la section transversale, qui détermine la résistance (et en ignorant l'isolation, l'ampacité), et utiliserais l'information qu'un cercle est la forme du plus petit périmètre pour une zone donnée .
Ronan Paixão
Tandis qu'un câble constitué de brins circulaires aura des vides qui n’ajouteront pas directement de résistance ou de capacité de transport de courant, les vides dans le câble lui permettent de changer de forme lorsqu’il est plié, laissant ainsi des brins à l’intérieur de la courbure.
Supercat
Je me demande si le laminage de fil sur les bobines est affecté de la même manière que les boîtes de conserve au supermarché.
Rob
@Rob Circular est simplement moins cher et plus pratique. Les boîtes carrées signifient un alignement supplémentaire (coûts) dans les machines pour la fermeture des extrémités pour un gain de place limité. Le bœuf salé et les sardines sont vendus sous forme de prismes rectangulaires arrondis pour gagner de la place. Malheureusement, vous ne pouvez pas utiliser tous les ouvre-boîtes standards pour ouvrir les boîtes (elles ont souvent leur propre moyen d'ouverture).
KalleMP
Adam et @supercat, l’alternative aux câbles multiconducteurs ronds est généralement plate lorsque l’alignement des fils est fixé pendant la fabrication. Cela donne une bien meilleure flexibilité dans un axe et bien pire dans l'autre, souvent un compromis acceptable. D'autres profils de câbles seraient rares à trouver car les avantages seraient rares et difficiles à justifier. Pour les paquets en vrac, ils sont aspirés dans des conduits flexibles ou placés dans des échelles à câbles.
KalleMP
34
Souplesse
Une section ronde permet au fil de fléchir dans toutes les directions.
@EugeneSh. Quelle? Je ne vois pas comment se rapportent les fils plats.
Samuel le
3
Les câbles plats (rubans) ne sont pas obligés de fléchir dans toutes les directions. Pourtant, ils sont composés de fils ronds.
Eugene Sh.
11
@EugeneSh. Les fils à l'intérieur des câbles plats sont toronnés et ils doivent être capables de se plier afin de s'enrouler les uns sur les autres.
Tcrosley
4
Il existe également des câbles plats avec des fils plats, des circuits imprimés souples.
Uwe
5
@ Uwe & EugeneSh. S'il vous plaît lire après le premier mot. Vous avez tous les deux donné des exemples de choses qui se plient dans un axe alors que cette réponse dit clairement "n'importe quelle direction".
Samuel le
15
Pas strictement en cuivre, mais pour les gros câbles, vous obtenez des conducteurs triangulaires. Ils ont tendance à utiliser de l'aluminium pour les noyaux plus gros comme ceux-ci.
@ Peter Green le câble que vous avez posté est composé de plusieurs petits câbles ronds reliés entre eux. Les noyaux représentés ici semblent solides?
Tschallacka
@Tschallacka Oui, les câbles en aluminium sont parfois livrés avec un conducteur massif (non toronné).
Li-aung Yip
9
Dans l’industrie, on utilise des barres omnibus en métal solide (rectangulaire), généralement en cuivre, généralement pour les applications à courant élevé:
Je n'appellerais pas une barre métallique un "fil"
Bohemian, le
1
@Bohemian, des fils plats de très petites dimensions se trouvent dans des endroits où vous devez fléchir dans une direction ou dans lesquels une isolation des vibrations est nécessaire. Bien qu'une barre de bus puisse être plus substantielle qu'un fil, il existe également des fils plats.
KalleMP
6
Du point de vue de la production, il s’agit de la forme la plus simple qui soit, ce qui, je suppose, est le facteur dominant dans tout cela. C'est également un avantage mécanique si vous tenez compte de la tension lorsque vous commencez à plier. Et si vous y réfléchissez, c’est également le moyen le plus efficace d’emballer autant de sections (donc de matériaux conducteurs) dans un espace restreint.
L'utilisation de fils circulaires n'est PAS la méthode la plus efficace pour emballer les fils. Carré ou rectangulaire est plus efficace en espace: goto-denshi.com/product-square-wire-melit.html
Jack Creasey
5
Garder de côté les défauts mécaniques des conducteurs rectangulaires. Je vais vous expliquer le principal inconvénient du concept de câble rectangulaire qui est plus efficace: utilisez un isolant et plusieurs fils très proches l'un de l'autre dans un faisceau de câbles et essayez de maintenir tous les fils parfaitement alignés afin qu'ils puissent se touchent parfaitement face à face pour atteindre cette efficacité. Ce qui est théoriquement le plus efficace n'est pas nécessairement le plus efficace dans un scénario pratique.
Bart Plovie
3
Allez regarder presque n'importe quel transformateur de haute puissance et vous trouverez un fil carré / rectangulaire. Je conviens que le fil isolant à usage général est presque universellement rond, mais cela n’a rien à voir avec le gain de place du facteur de forme du fil. Je dirais que c’est une limitation purement physique.
Jack Creasey
3
Vous envisagez une application très très spécifique avec des besoins et des contraintes très spécifiques. En utilisant cette méthodologie, on peut tout argumenter.
Bart Plovie
2
Tout comme vous, l'OP a demandé pourquoi les câbles en cuivre sont UNIQUEMENT arrondis ... et ils ne le sont pas.
Jack Creasey
2
Ils ne sont pas seulement rondes. Quoi qu’il en soit, les trous sont ronds car ils sont plus faciles à fabriquer et les plus économiques. Les câbles ronds sont également plus polyvalents dans certaines situations générales, par exemple pour les insérer dans des tuyaux ondulés (ou non ondulés), pour les plier ou les courber dans un espace réduit, par exemple. lorsque cela est nécessaire pour les connecter à des prises électriques standards de bureaux à domicile, etc. Ainsi, la section ronde est généralement la plus utilisée pour des avantages pratiques et économiques. Quoi qu’il en soit, la section ronde n’est pas la seule norme. D'autres formes sont utilisées. Par exemple, enfin, étend l'utilisation de câbles plats adhésifs aux systèmes électriques domestiques ou industriels: vous les attachez au mur avec leur adhésif et vous pouvez coller et peindre directement sur ceux-ci sans utiliser de tuyaux ondulés, sans brochage du mur, sans plâtrage.
En raison de l'effet de peau, le courant alternatif a tendance à voyager sur la surface du fil. DC à travers tout le noyau. Un fil rond optimise la section par unité de matériau utilisé. Il s'agit donc du moyen le plus rentable de fournir une jauge ou une capacité donnée. Il a également pour effet secondaire de fournir la plus grande surface possible à la surface du conducteur pour une section donnée du fil dans son ensemble.
Bien que le procédé de fabrication de fil en lui-même soit en grande partie la raison de sa forme, les matrices pourraient lui donner différentes formes, mais la section transversale circulaire est également la plus rentable.
DZee, les fils ronds ont la plus petite surface par quantité de matériau, ce qui n’aidera donc pas l’effet de peau. C'est pourquoi la transmission haute tension utilise des tubes ou des faisceaux espacés.
Regdoug
"la plus grande surface à la surface du conducteur pour une surface de section transversale donnée du fil global". C'est totalement faux! C'est juste l'inverse!
Lorenzo Donati soutient Monica le
1
Pour les câbles basse tension (240 V, 440 V), la forme du conducteur n'est pas critique.
Pour les câbles haute tension (3,3 kV et plus), la tension doit être contrôlée afin que l'isolation ne se décompose pas.
La tension est la plus forte dans les virages serrés. Donc, le moyen le plus simple de contrôler ceci est de tout faire.
Réponses:
Comme Jessica Rabbit, car ils sont dessinés de cette façon.
La production de fil consiste à tirer (tirer) le fil à travers des matrices successivement plus petites (souvent avec recuit entre les deux). Les matrices sont plus facilement fabriquées avec des trous ronds (elles sont généralement faites de matériaux très durs tels que le diamant).
Tous les fils ne sont pas arrondis - des fils rectangulaires arrondis sont parfois utilisés dans les inductances et les transformateurs.
la source
Lorsque vous vous éloignez de sections transversales circulaires, vous rencontrez deux problèmes importants:
Premièrement, les angles exerceraient davantage de pression sur les éléments adjacents et risqueraient davantage d’endommager l’isolant.
Deuxièmement, pour une utilisation à haute fréquence, l’effet de courant de peau entraînerait une impédance plus élevée dans un câble de même section mais avec des angles. En outre, la plus grande quantité d’isolation requise pour recouvrir ce conducteur modifierait également l’impédance. Bien que cela puisse être traité, nous connaissons déjà très bien l’effet de peau, l’impédance et l’effet d’isolation aux hautes fréquences des conducteurs ronds, ce qui empêcherait les concepteurs d’utiliser des configurations alternatives sans raison valable (par exemple, dans un plus petit domaine d’efficacité des inducteurs).
Il y a beaucoup d'autres considérations - le tréfilage est déjà difficile et astreignant, une section transversale circulaire réduit le contact de matrice pour une zone donnée de cuivre. L'isolation augmenterait en raison de la circonférence supplémentaire d'un triangle ou d'un carré par rapport à un cercle (là encore, pour la même section transversale de cuivre). Lors de la flexion ou de la flexion des angles, les contraintes seraient plus importantes, le durcissement plus rapide et les fissures plus rapides que les câbles circulaires.
Lorsque vous parlez de câbles, il devient encore plus difficile de créer d'autres sections transversales. Imaginez prendre 10 conducteurs pour faire un câble dans un triangle. Une fois pliés, tordus ou pincés, les différents fils du câble bougent et se déforment pour prendre une forme plus circulaire. Comment garderiez-vous ces fils en place pour maintenir la section de câble souhaitée? Vous pouvez utiliser un seul fil, mais il sera alors beaucoup plus difficile à gérer, beaucoup moins souple et plus sujet aux bris et aux dommages.
la source
Souplesse
Une section ronde permet au fil de fléchir dans toutes les directions.
la source
Pas strictement en cuivre, mais pour les gros câbles, vous obtenez des conducteurs triangulaires. Ils ont tendance à utiliser de l'aluminium pour les noyaux plus gros comme ceux-ci.
la source
Dans l’industrie, on utilise des barres omnibus en métal solide (rectangulaire), généralement en cuivre, généralement pour les applications à courant élevé:
... donc pas toujours rond.
la source
Du point de vue de la production, il s’agit de la forme la plus simple qui soit, ce qui, je suppose, est le facteur dominant dans tout cela. C'est également un avantage mécanique si vous tenez compte de la tension lorsque vous commencez à plier. Et si vous y réfléchissez, c’est également le moyen le plus efficace d’emballer autant de sections (donc de matériaux conducteurs) dans un espace restreint.
la source
Ils ne sont pas seulement rondes. Quoi qu’il en soit, les trous sont ronds car ils sont plus faciles à fabriquer et les plus économiques. Les câbles ronds sont également plus polyvalents dans certaines situations générales, par exemple pour les insérer dans des tuyaux ondulés (ou non ondulés), pour les plier ou les courber dans un espace réduit, par exemple. lorsque cela est nécessaire pour les connecter à des prises électriques standards de bureaux à domicile, etc. Ainsi, la section ronde est généralement la plus utilisée pour des avantages pratiques et économiques. Quoi qu’il en soit, la section ronde n’est pas la seule norme. D'autres formes sont utilisées. Par exemple, enfin, étend l'utilisation de câbles plats adhésifs aux systèmes électriques domestiques ou industriels: vous les attachez au mur avec leur adhésif et vous pouvez coller et peindre directement sur ceux-ci sans utiliser de tuyaux ondulés, sans brochage du mur, sans plâtrage.
la source
En raison de l'effet de peau, le courant alternatif a tendance à voyager sur la surface du fil. DC à travers tout le noyau. Un fil rond optimise la section par unité de matériau utilisé. Il s'agit donc du moyen le plus rentable de fournir une jauge ou une capacité donnée. Il a également pour effet secondaire de fournir la plus grande surface possible à la surface du conducteur pour une section donnée du fil dans son ensemble.
Bien que le procédé de fabrication de fil en lui-même soit en grande partie la raison de sa forme, les matrices pourraient lui donner différentes formes, mais la section transversale circulaire est également la plus rentable.
la source
Pour les câbles basse tension (240 V, 440 V), la forme du conducteur n'est pas critique.
Pour les câbles haute tension (3,3 kV et plus), la tension doit être contrôlée afin que l'isolation ne se décompose pas.
La tension est la plus forte dans les virages serrés. Donc, le moyen le plus simple de contrôler ceci est de tout faire.
la source