Давайте погрузимся в мир проводов и кабелей, чтобы понять, как они работают и почему некоторые более эффективны, чем другие. Даже если вы не физик, простые концепции могут помочь вам сделать более обоснованный выбор при покупке или использовании кабельных продуктов.
Сопротивление проводника
Сопротивление (R) проводника - это его способность ограничивать поток электрического тока. Оно зависит от его материала, длины (L) и площади поперечного сечения (A). Формула: R = ρ * L / A, где ρ - удельное сопротивление материала.
Соответственно, с помощью измерения сопротивления можно узнать и о качестве кабеля.
Сначала считаем то, какое сопротивление должно быть у медного или алюминиевого кабеля, а потом измеряем фактическое. Если расхождения очень маленькие, то и кабель имеет качественную жилу.
Упростим формулу сопротивления, чтобы вам нужно было всего лишь замерить диаметр и длину отрезка кабеля, которые потом запишем в метрах, а также его сопротивление с помощью омметра:
Сопротивление меди = (1,6 х Длина / 3,14 х Радиус в квадрате)/1000000
Сопротивление алюминия = (2,7 х Длина / 3,14 х Радиус в квадрате)/1000000
Попробуем посчитать сопротивление медного кабеля длиной 100 м и радиусом 1 см (0,01 м) :
(1,6 х 100 / 3,14 х 0,01 в квадрате)/1000000 = (160/3,14 х 0,0001)/10 000 000 = 509 554/10 000 000 = 0,00509 Ом
Экранирование от помех
Экранированные кабели обычно имеют металлический экран, который создает защитный барьер вокруг проводников, предотвращая воздействие внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Экран работает на основе принципа Фарадея, согласно которому металлические материалы способны отражать и поглощать электромагнитные волны.
Когда внешние электромагнитные поля воздействуют на экран, металлический материал экрана принимает эти поля и направляет их вокруг проводников кабеля, вместо того чтобы проникать внутрь и влиять на передаваемые сигналы. Это происходит благодаря тому, что электрический заряд в металлическом экране создает внутренние электрические поля, которые противодействуют внешним полям, таким образом, защищая проводники от помех и интерференции.
Температурные характеристики
Температура окружающей среды и самого проводника влияет на его сопротивление. Высокая температура может привести к повышенному сопротивлению, что уменьшит эффективность передачи энергии.
Для того, чтобы рассчитать изменение сопротивления, нам понадобится:
температурный коэффициент сопротивления: меди – 0,0043 и алюминия – 0,0042
Изменение температуры
Сопротивление проводника при 20°C: меди - 0,0172 и 0,0278
Дальше просто берём формулы:
Для меди изменение сопротивления = 0,0172 · (1 + 0,0043 · Изменение температуры)
Для алюминия изменение сопротивления = 0,0278 · (1 + 0,0042 · Изменение температуры)
Как применить?
Эти простые концепции позволяют понять, как физические характеристики кабелей влияют на их эффективность и применимость в различных ситуациях. Понимание этих основных принципов поможет вам принимать более обоснованные решения при выборе кабельных продуктов.
Конечно, это далеко не необходимые знания для работы с кабелем, однако, не было еще случая, когда небольшое, более глубокое изучение предмета, с которым работаешь, негативно сказалось на работе.
Друзья, изучайте физику, кабели и заходите к нам за покупками!