Por que os cabos são feitos apenas de formas redondas? Qual é a vantagem disso? Por que não existem formas triangulares, quadrilaterais ou pentágono de cabos?
Usamos um milímetro de fio quadrado para o projeto do filtro de microondas
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Em aplicações de alta potência, o cobre quadrado é usado porque pode ser parafusado juntos.
Optionparty
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Faça uma pesquisa na Internet para as barras de ônibus de cobre, de todas as formas e tamanhos.
Tyler
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Nem todos os cabos são redondos. Só que os cabos redondos são mais baratos e mais resistentes ao estresse (nós realmente gostamos de usar curvas onde o estresse é um problema - ele distribui a carga uniformemente, diferentemente dos cantos afiados). Por que os cabos redondos são mais baratos? Como os cabos são puxados e as matrizes redondas são mais resistentes ao estresse e espalham o fio de maneira mais uniforme. E para corrente alternada, o fluxo não é através do cabo inteiro, mas apenas da capa - um cabo redondo é mais eficiente; isso só se torna importante para cabos grandes (diâmetro> ~ 20 mm para corrente de 60 Hz) ou altas frequências.
Luaan
Respostas:
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Como Jessica Rabbit - porque eles são desenhados dessa maneira.
A produção de arame envolve puxar (puxar) o arame através de matrizes sucessivamente menores (geralmente com recozimento no meio). As matrizes são feitas com mais facilidade com furos redondos (geralmente são feitas de materiais muito duros, como diamante).
Nem todo fio é um fio retangular arredondado e redondo às vezes é usado em indutores e transformadores.
Ocasionalmente hexagonal - pelo menos uma unidade de alto-falante mfgr enrola bobinas de voz em cobre hexagonal para obter uma impedância um pouco menor em um espaço estreito. morelhifi.com/technology Alguns enrolamentos de transformadores de alta corrente são fita de cobre plana.
Brian Drummond
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E, é claro, existem soluções de fita de cobre fina (retangular retangular), como as para cabos de alto-falante plano.
precisa saber é o seguinte
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Eu quero diminuir o voto por causa do trocadilho ... mas +1
Matthew Whited
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Duvido que as matrizes para trefilação de fio sejam feitas de diamante, geralmente são usadas apenas na retificação. A dureza do dado não importa tanto quanto sua força; você não quer abrasar nada. Para fios de cobre é quase certamente aço de ferramenta.
Nick T
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@NickT Para produção séria de cobre, eles parecem usar carboneto de tungstênio ou PCD (diamante policristalino). Foi o que me disseram na última vez que visitei uma fábrica de arame. Aparentemente, o diamante de cristal único é usado para fios muito pequenos. Alguns kg de cobre podem acabar sendo muitos quilômetros de fio.
Spehro Pefhany
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Quando você se afasta das seções transversais circulares, encontra dois problemas significativos:
Primeiro, os cantos exercem mais pressão contra objetos adjacentes e têm maior probabilidade de resultar em danos no isolamento.
Segundo, para uso em alta frequência, o efeito da corrente na pele resultaria em maior impedância em um cabo com a mesma área de seção transversal, mas com cantos. Além disso, a maior quantidade de isolamento necessária para cobrir esse condutor também alteraria a impedância. Embora isso possa ser resolvido, já temos uma grande compreensão do efeito de pele, impedância e efeito de isolamento em altas frequências para condutores redondos, que limitaria os designers a usar configurações alternativas sem uma boa razão (como encaixar mais cobre em uma área menor para eficiência em indutores).
Existem muitas outras considerações - o trefilado já é difícil e extenuante, ter uma seção transversal circular reduz o contato da matriz para uma determinada área de cobre. O isolamento aumentaria devido à circunferência adicional de um triângulo ou quadrado em comparação com um círculo (novamente, para a mesma área de seção transversal de cobre). Ao dobrar ou flexionar os cantos, veria mais tensão, endurecia mais rapidamente e rachava mais facilmente do que o cabo circular.
Ao discutir cabos, fica ainda mais difícil criar outras seções transversais. Imagine pegar 10 condutores para fazer um cabo em um triângulo. Ao dobrar, torcer ou espremer, você verá os fios individuais do cabo saindo do lugar e se deformando para uma forma mais circular. Como você manteria esses fios no lugar para manter a seção transversal do cabo desejada? Você pode usar um único fio, mas será muito mais difícil de gerenciar, muito menos flexível e mais propenso a quebras e danos.
Enquanto um cabo feito de fios circulares terá vazios que não adicionam força diretamente ou capacidade de transporte de corrente, os vazios dentro do cabo permitem que ele mude de forma quando dobrados, deixando os fios na parte interna da dobra em algum lugar.
precisa saber é
Eu me pergunto se o fio enrolado nos carretéis é afetado da mesma forma que as latas dos supermercados, pela razão pela qual as latas são redondas.
Rob
O @Rob Circular é apenas mais barato e mais conveniente. Latas quadradas significam alinhamento (custos) extra em máquinas para fechamento de extremidades para economia de espaço limitada. A carne enlatada e a sardinha são vendidas em prismas retangulares arredondados para economizar espaço de expedição; infelizmente, você não pode usar todos os canopeners padrão para abrir as latas (por sorte, muitas vezes eles têm seus próprios meios de abertura).
KalleMP
Adam e @supercat, a alternativa aos cabos multicondutores redondos geralmente é plana, onde o alinhamento dos fios é fixo durante a fabricação. Isso proporciona uma flexibilidade muito melhor em um eixo e muito pior no outro, geralmente um compromisso aceitável. Seria raro encontrar outros perfis de cabos, já que os benefícios seriam poucos e difíceis de justificar. Para pacotes soltos, eles são puxados para conduítes flexíveis ou colocados em escadas de cabos.
precisa saber é o seguinte
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Flexibilidade
Uma seção transversal redonda permite que o fio se flexione em qualquer direção igualmente.
@EugeneSh. O que? Não estou vendo como os fios planos se relacionam.
Samuel
3
Os cabos planos (fita) não são necessários para flexionar em todas as direções. No entanto, eles são compostos de fios redondos.
Eugene Sh.
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@EugeneSh. Os fios dentro dos cabos de fita são presos e precisam ser flexíveis para envolver um ao outro.
precisa saber é o seguinte
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Também existem cabos planos com fios planos, PCBs flexíveis.
Uwe
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@Uwe & EugeneSh. Por favor, leia além da primeira palavra. Vocês dois deram exemplos de coisas que se flexionam em um eixo enquanto essa resposta diz claramente "qualquer direção".
Samuel
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Não estritamente cobre, mas para cabos maiores você obtém núcleos triangulares. Eles tendem a usar alumínio para núcleos maiores como esses.
@Bohemian, fios planos de dimensões muito pequenas são encontrados em locais onde você precisa flexionar em uma direção ou onde o isolamento de vibração é necessário. Embora um barramento possa ser mais substancial que um fio, também existem fios planos.
precisa saber é o seguinte
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Do ponto de produção, é facilmente a forma mais simples que se pode seguir, o que eu presumo ser o fator dominante em tudo isso. Também é mecanicamente favorável se você considerar a tensão ao começar a dobrar as coisas. E se você pensar bem, também é a maneira mais eficiente de compactar o máximo de área de seção transversal (portanto, material condutor) em um espaço limitado.
Mantendo as falhas mecânicas dos condutores retangulares de lado. Vou lhe dizer a principal falha com o conceito de fio retangular sendo mais eficiente: faça isso com isolamento e vários fios próximos um do outro em um chicote de fios e tente manter todos os fios perfeitamente alinhados para que possam se tocam perfeitamente frente a frente para alcançar essa eficiência. O que é mais eficiente teoricamente não é necessariamente o mais eficiente em um cenário prático.
Bart Plovie
3
Vá olhar para quase qualquer transformador de alta potência e você encontrará fios quadrados / retangulares. Concordo que o fio de uso geral isolado é quase universalmente redondo, mas isso não tem nada a ver com a eficiência de espaço do fator de forma do fio, sugiro que sejam limitações de fabricação puramente físicas.
precisa saber é o seguinte
3
Você está considerando uma aplicação muito específica com necessidades e restrições muito específicas, usando essa metodologia é possível argumentar qualquer coisa.
Bart Plovie
2
Assim como você, o OP perguntou por que o cabo de cobre é SOMENTE redondo ... e não é.
Jack Creasey
2
Eles não são apenas redondos. Enfim, os orifícios são redondos porque são mais fáceis de fazer e mais econômicos. Também cabos redondos são mais versáteis em algumas situações gerais, por exemplo, para inseri-los em tubos corrugados (ou não corrugados), para dobrá-los ou curvá-los em pouco espaço, por exemplo. quando é necessário conectá-los às tomadas elétricas do escritório doméstico, etc. Portanto, a seção redonda é geralmente a mais usada para vantagens práticas e econômicas. De qualquer forma, a seção redonda não é o único padrão. Outras formas são usadas. Por exemplo, por último, está espalhando o uso de cabos planos adesivos para sistemas elétricos domésticos ou industriais: basta conectá-los à parede com seus adesivos e você pode aplicar massa e pintar diretamente sobre eles sem o uso de tubos corrugados, sem fixar a parede, sem reboco.
Devido ao efeito da pele, a corrente alternada tende a viajar na superfície do fio. DC através de todo o núcleo. Um fio redondo maximiza a seção transversal por unidade de material utilizado, por isso é o mais econômico em fornecer um determinado medidor ou capacidade. Ele também tem o efeito colateral de fornecer a maior área de superfície na superfície do condutor para uma determinada área de seção transversal do fio geral.
Embora o próprio processo de fabricação de arame seja o motivo de sua forma, as matrizes podem produzi-lo em várias formas, mas a seção transversal circular também é a mais econômica.
DZee, os fios redondos têm a menor área de superfície por quantidade de material, portanto, não ajudaria no efeito da pele. É por isso que a transmissão de alta tensão usa tubos ou feixes espaçados.
regdoug
"a maior área de superfície na superfície do condutor para uma determinada área de seção transversal do fio geral". Isso é totalmente errado! É exatamente o contrário!
Lorenzo Donati apoia Monica
1
Para cabos de baixa tensão (240 V, 440 V), o formato do condutor não é crítico.
Para cabos de alta tensão (3,3kV e acima), o estresse de tensão precisa ser controlado para que o isolamento não se quebre.
O estresse de tensão é mais forte em cantos afiados. Portanto, a maneira mais fácil de controlar isso é fazer tudo circular.
Respostas:
Como Jessica Rabbit - porque eles são desenhados dessa maneira.
A produção de arame envolve puxar (puxar) o arame através de matrizes sucessivamente menores (geralmente com recozimento no meio). As matrizes são feitas com mais facilidade com furos redondos (geralmente são feitas de materiais muito duros, como diamante).
Nem todo fio é um fio retangular arredondado e redondo às vezes é usado em indutores e transformadores.
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Quando você se afasta das seções transversais circulares, encontra dois problemas significativos:
Primeiro, os cantos exercem mais pressão contra objetos adjacentes e têm maior probabilidade de resultar em danos no isolamento.
Segundo, para uso em alta frequência, o efeito da corrente na pele resultaria em maior impedância em um cabo com a mesma área de seção transversal, mas com cantos. Além disso, a maior quantidade de isolamento necessária para cobrir esse condutor também alteraria a impedância. Embora isso possa ser resolvido, já temos uma grande compreensão do efeito de pele, impedância e efeito de isolamento em altas frequências para condutores redondos, que limitaria os designers a usar configurações alternativas sem uma boa razão (como encaixar mais cobre em uma área menor para eficiência em indutores).
Existem muitas outras considerações - o trefilado já é difícil e extenuante, ter uma seção transversal circular reduz o contato da matriz para uma determinada área de cobre. O isolamento aumentaria devido à circunferência adicional de um triângulo ou quadrado em comparação com um círculo (novamente, para a mesma área de seção transversal de cobre). Ao dobrar ou flexionar os cantos, veria mais tensão, endurecia mais rapidamente e rachava mais facilmente do que o cabo circular.
Ao discutir cabos, fica ainda mais difícil criar outras seções transversais. Imagine pegar 10 condutores para fazer um cabo em um triângulo. Ao dobrar, torcer ou espremer, você verá os fios individuais do cabo saindo do lugar e se deformando para uma forma mais circular. Como você manteria esses fios no lugar para manter a seção transversal do cabo desejada? Você pode usar um único fio, mas será muito mais difícil de gerenciar, muito menos flexível e mais propenso a quebras e danos.
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Flexibilidade
Uma seção transversal redonda permite que o fio se flexione em qualquer direção igualmente.
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Não estritamente cobre, mas para cabos maiores você obtém núcleos triangulares. Eles tendem a usar alumínio para núcleos maiores como esses.
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Na indústria, barras de metal sólido (retangular) (geralmente cobre) são usadas, geralmente para aplicações de alta corrente:
... então, nem sempre redondo.
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Do ponto de produção, é facilmente a forma mais simples que se pode seguir, o que eu presumo ser o fator dominante em tudo isso. Também é mecanicamente favorável se você considerar a tensão ao começar a dobrar as coisas. E se você pensar bem, também é a maneira mais eficiente de compactar o máximo de área de seção transversal (portanto, material condutor) em um espaço limitado.
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Eles não são apenas redondos. Enfim, os orifícios são redondos porque são mais fáceis de fazer e mais econômicos. Também cabos redondos são mais versáteis em algumas situações gerais, por exemplo, para inseri-los em tubos corrugados (ou não corrugados), para dobrá-los ou curvá-los em pouco espaço, por exemplo. quando é necessário conectá-los às tomadas elétricas do escritório doméstico, etc. Portanto, a seção redonda é geralmente a mais usada para vantagens práticas e econômicas. De qualquer forma, a seção redonda não é o único padrão. Outras formas são usadas. Por exemplo, por último, está espalhando o uso de cabos planos adesivos para sistemas elétricos domésticos ou industriais: basta conectá-los à parede com seus adesivos e você pode aplicar massa e pintar diretamente sobre eles sem o uso de tubos corrugados, sem fixar a parede, sem reboco.
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Devido ao efeito da pele, a corrente alternada tende a viajar na superfície do fio. DC através de todo o núcleo. Um fio redondo maximiza a seção transversal por unidade de material utilizado, por isso é o mais econômico em fornecer um determinado medidor ou capacidade. Ele também tem o efeito colateral de fornecer a maior área de superfície na superfície do condutor para uma determinada área de seção transversal do fio geral.
Embora o próprio processo de fabricação de arame seja o motivo de sua forma, as matrizes podem produzi-lo em várias formas, mas a seção transversal circular também é a mais econômica.
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Para cabos de baixa tensão (240 V, 440 V), o formato do condutor não é crítico.
Para cabos de alta tensão (3,3kV e acima), o estresse de tensão precisa ser controlado para que o isolamento não se quebre.
O estresse de tensão é mais forte em cantos afiados. Portanto, a maneira mais fácil de controlar isso é fazer tudo circular.
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