¿Por qué los cables solo están hechos de formas redondas? ¿Cuál es la ventaja de esto? ¿Por qué no hay formas de cables triangulares, cuadriláteros o pentágonos?
Utilizamos cable cuadrado de 1 mm para el diseño del filtro de microondas
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
77
En aplicaciones de alta potencia, se utiliza cobre cuadrado porque se puede atornillar.
Optionparty
44
Haga una búsqueda en Internet de las barras de cobre, que vienen en todas las formas y tamaños.
Tyler
14
No todos los cables son redondos. Es solo que los cables redondos son más baratos y más resistentes a la tensión (realmente nos gusta usar curvas donde la tensión es un problema: distribuye la carga de manera uniforme, a diferencia de las esquinas afiladas). ¿Por qué los cables redondos son más baratos? Debido a que los cables están estirados y los troqueles redondos son más resistentes a la tensión y extienden el cable de manera más uniforme. Y para la corriente alterna, el flujo no es a través de todo el cable, sino solo de la piel: un cable redondo es más eficiente; Sin embargo, esto solo se vuelve importante para cables grandes (diámetro> ~ 20 mm para una corriente de 60 Hz) o frecuencias altas.
Luaan
Respuestas:
89
Como Jessica Rabbit, porque están dibujados de esa manera.
La producción de alambre implica tirar (estirar) el cable a través de troqueles sucesivamente más pequeños (a menudo con recocido en el medio). Los troqueles se hacen más fácilmente con orificios redondos (generalmente están hechos de materiales muy duros como el diamante).
No todos los cables son redondos, a veces se usa alambre rectangular redondeado en inductores y transformadores.
Ocasionalmente, hexagonal: al menos una unidad de control de altavoz, mfgr, enrolla las bobinas de voz de cobre hexagonal para obtener una impedancia ligeramente menor en un espacio estrecho. morelhifi.com/technology Algunos devanados de transformadores de alta corriente son cintas planas de cobre.
Brian Drummond el
1
Y, por supuesto, hay soluciones finas de cinta de cobre (extremamente rectangular) como las de los cables de altavoces planos.
Jack Creasey
10
Quiero hacer un voto negativo por el juego de palabras ... pero +1
Matthew Whited el
2
Dudo que los troqueles de trefilado estén hechos de diamante, generalmente solo se usan en el rectificado. La dureza del dado no importa tanto como su fuerza; no quieres abrasar nada. Para el alambre de cobre es casi seguro el acero para herramientas.
Nick T
1
@NickT Para la producción seria de cobre, parecen usar carburo de tungsteno o PCD (diamante policristalino). Eso fue lo que me dijeron la última vez que visité una fábrica de cables. Aparentemente, el diamante de cristal único se usa para cables muy pequeños. Unos pocos kg de cobre pueden terminar siendo muchos kilómetros de alambre.
Spehro Pefhany
43
Cuando te alejas de las secciones transversales circulares, te encuentras con dos problemas importantes:
Primero, las esquinas ejercerían más presión contra objetos adyacentes y es más probable que provoquen daños en el aislamiento.
En segundo lugar, para el uso de alta frecuencia, el efecto de corriente de la piel daría como resultado una mayor impedancia en un cable con la misma área de sección transversal pero con esquinas. Además, la mayor cantidad de aislamiento requerido para cubrir ese conductor también cambiaría la impedancia. Si bien esto podría tratarse, ya tenemos una gran comprensión del efecto de la piel, la impedancia y el efecto de aislamiento a altas frecuencias para conductores redondos, lo que limitaría a los diseñadores usar configuraciones alternativas sin una buena razón (como colocar más cobre en un área más pequeña para la eficiencia en inductores).
Hay muchas otras consideraciones: el trefilado ya es difícil y extenuante, tener una sección transversal circular reduce el contacto de la matriz para un área determinada de cobre. El aislamiento aumentaría debido a la circunferencia adicional de un triángulo o cuadrado en comparación con un círculo (nuevamente, para la misma área de sección transversal de cobre). Al doblar o flexionar las esquinas, se vería más tensión, se endurecería más rápidamente y se agrietaría más fácilmente que el cable circular.
Cuando se discuten los cables, se hace aún más difícil hacer otras secciones transversales. Imagina tomar 10 conductores para hacer un cable en un triángulo. Cuando se dobla, se retuerce o se aprieta, los cables individuales del cable se mueven fuera de su lugar y se deforman a una forma más circular. ¿Cómo mantendría esos cables en su lugar para mantener la sección transversal del cable deseada? Podría ir a un solo cable, pero luego será mucho más difícil de manejar, mucho menos flexible y más propenso a romperse y dañarse.
Mientras que un cable hecho de hilos circulares tendrá huecos que no agregan directamente resistencia o capacidad de transporte de corriente, los huecos dentro del cable le permiten cambiar de forma cuando se dobla, lo que le da a los hilos en el interior de la curva un lugar adonde ir.
supercat
Me pregunto si enrollar el alambre sobre los carretes se ve afectado de la misma manera que las latas en el supermercado son la razón por la cual las latas son redondas.
Rob el
@Rob Circular es simplemente más barato y más conveniente. Las latas cuadradas significan una alineación adicional (costos) en las máquinas para cerrar los extremos para ahorrar espacio limitado. La carne en conserva y las sardinas se venden en prismas rectangulares redondeados para ahorrar espacio de envío, por desgracia, no puede usar todos los canopeners estándar para abrir las latas (por suerte, a menudo tienen sus propios medios de apertura).
KalleMP
Adam y @supercat, la alternativa a los cables multiconductores redondos suele ser plana donde la alineación de los cables se fija durante la fabricación. Esto proporciona una flexibilidad mucho mejor en un eje y mucho peor en el otro, a menudo un compromiso aceptable. Sería raro encontrar otros perfiles de cable, ya que los beneficios serían pocos y difíciles de justificar. Para paquetes sueltos, se introducen en conductos flexibles o se colocan en escaleras de cable.
KalleMP
34
Flexibilidad
Una sección transversal redonda permite que el cable se flexione en cualquier dirección por igual.
@EugeneSh. ¿Qué? No veo cómo se relacionan los cables planos.
Samuel
3
No se requieren cables planos (cinta) para flexionarse en todas las direcciones. Sin embargo, están compuestos de alambres redondos.
Eugene Sh.
11
@EugeneSh. Los alambres dentro de los cables de cinta están trenzados y deben poder flexionarse para envolverse entre sí.
tcrosley
44
También hay cables planos con alambres planos, PCB flexibles.
Uwe
55
@Uwe y EugeneSh. Por favor lea más allá de la primera palabra. Ambos han dado ejemplos de cosas que se flexionan en un eje, mientras que esta respuesta dice claramente "cualquier dirección".
Samuel
15
No es estrictamente de cobre, pero para cables más grandes se obtienen núcleos triangulares. Tienden a usar aluminio para núcleos más grandes como estos.
@PeterGreen el cable que publicó los núcleos consta de múltiples cables redondos pequeños unidos entre sí. ¿Los núcleos representados aquí parecen sólidos?
Tschallacka
@Tschallacka Sí, los cables de aluminio a veces vienen con un conductor sólido (no trenzado).
Li-aung Yip
9
En la industria, se utilizan barras de bus de metal sólido (retangular) (generalmente cobre), generalmente para aplicaciones de alta corriente:
No llamaría a una barra plana de metal un "alambre"
Bohemio
1
@Bohemio, los cables planos de muy pequeñas dimensiones se encuentran en lugares donde necesita flexionarse en una dirección o donde se necesita aislamiento de vibraciones. Si bien una barra de bus puede ser más sustancial que un cable, también hay cables planos.
KalleMP
6
Desde un punto de producción, es fácilmente la forma más simple que uno puede adoptar, lo que presumiría es el factor dominante en todo esto. También es mecánicamente favorable si considera la tensión cuando comienza a doblar cosas. Y si lo piensa, también es la forma más eficiente de empaquetar tanta área de sección transversal (por lo tanto, material conductor) en un espacio limitado.
Manteniendo a un lado los defectos mecánicos de los conductores rectangulares. Te diré la falla principal con el concepto de cable rectangular que es más eficiente: ve y haz eso con aislamiento y varios cables muy cerca uno del otro en un arnés de cables e intenta mantener todos los cables perfectamente alineados para que puedan tocarse perfectamente cara a cara para lograr esta eficiencia. Lo que en teoría es el más eficiente no es necesariamente el más eficiente en un escenario práctico.
Bart Plovie
3
Mire casi cualquier transformador de alta potencia y encontrará un cable cuadrado / rectangular. Estoy de acuerdo en que el cable aislado de uso general es casi universalmente redondo, pero eso no tiene nada que ver con la eficiencia espacial del factor de forma del cable, sugeriría que son limitaciones de fabricación puramente físicas.
Jack Creasey
3
Está considerando una aplicación muy específica con necesidades y limitaciones muy específicas, utilizando esa metodología uno puede discutir cualquier cosa.
Bart Plovie
2
Como usted, el OP preguntó por qué el cable de cobre es SOLO redondo ... y no lo es.
Jack Creasey
2
No son solo redondos. De todos modos, los agujeros son redondos porque son más fáciles de hacer y los más económicos. Además, los cables redondos son más versátiles en algunas situaciones generales, por ejemplo, para insertarlos en tubos corrugados (o no corrugados), para doblarlos o curvarlos en poco espacio, por ejemplo. cuándo es necesario conectarlos a tomas de corriente estándar de la oficina doméstica, etc. Por lo tanto, la sección redonda es en general la más utilizada para obtener ventajas prácticas y económicas. De todos modos, la sección redonda no es el único estándar. Se utilizan otras formas. Por ejemplo, por último, se está extendiendo el uso de cables planos abrasivos a los sistemas eléctricos domésticos o industriales: simplemente se fijan a la pared con su adhesivo y se puede poner masilla y pintar directamente sobre ellos sin el uso de tubos corrugados, sin tocar la pared, sin enlucido.
Debido al efecto de la piel, la corriente alterna tiende a viajar en la superficie del cable. DC a través de todo el núcleo. Un cable redondo maximiza la sección transversal por unidad de material utilizado, por lo que es el más rentable para proporcionar un calibre o capacidad dada. También tiene el efecto secundario de proporcionar la mayor área de superficie en la superficie del conductor para un área de sección transversal dada del cable general.
Si bien el proceso de troquel de fabricación de alambre en sí mismo es en gran parte la razón de su forma, los troqueles podrían hacerlo en una variedad de formas, pero la sección transversal circular también es la más rentable.
DZee, los cables redondos tienen la menor área de superficie por cantidad de material, por lo que no ayudaría al efecto de la piel. Es por eso que la transmisión de alto voltaje utiliza tubos o paquetes separados.
Regdoug
"el área de mayor superficie en la superficie del conductor para un área de sección transversal dada del cable general". ¡Esto está completamente mal! ¡Es al revés!
Lorenzo Donati apoya a Monica el
1
Para cables de baja tensión (240 V, 440 V) la forma del conductor no es crítica.
Para cables de alto voltaje (3.3kV y superiores), la tensión de voltaje necesita ser controlada para que el aislamiento no se rompa.
La tensión de tensión es más fuerte en las esquinas agudas. Entonces, la forma más fácil de controlar esto es hacer que todo sea redondo.
Respuestas:
Como Jessica Rabbit, porque están dibujados de esa manera.
La producción de alambre implica tirar (estirar) el cable a través de troqueles sucesivamente más pequeños (a menudo con recocido en el medio). Los troqueles se hacen más fácilmente con orificios redondos (generalmente están hechos de materiales muy duros como el diamante).
No todos los cables son redondos, a veces se usa alambre rectangular redondeado en inductores y transformadores.
fuente
Cuando te alejas de las secciones transversales circulares, te encuentras con dos problemas importantes:
Primero, las esquinas ejercerían más presión contra objetos adyacentes y es más probable que provoquen daños en el aislamiento.
En segundo lugar, para el uso de alta frecuencia, el efecto de corriente de la piel daría como resultado una mayor impedancia en un cable con la misma área de sección transversal pero con esquinas. Además, la mayor cantidad de aislamiento requerido para cubrir ese conductor también cambiaría la impedancia. Si bien esto podría tratarse, ya tenemos una gran comprensión del efecto de la piel, la impedancia y el efecto de aislamiento a altas frecuencias para conductores redondos, lo que limitaría a los diseñadores usar configuraciones alternativas sin una buena razón (como colocar más cobre en un área más pequeña para la eficiencia en inductores).
Hay muchas otras consideraciones: el trefilado ya es difícil y extenuante, tener una sección transversal circular reduce el contacto de la matriz para un área determinada de cobre. El aislamiento aumentaría debido a la circunferencia adicional de un triángulo o cuadrado en comparación con un círculo (nuevamente, para la misma área de sección transversal de cobre). Al doblar o flexionar las esquinas, se vería más tensión, se endurecería más rápidamente y se agrietaría más fácilmente que el cable circular.
Cuando se discuten los cables, se hace aún más difícil hacer otras secciones transversales. Imagina tomar 10 conductores para hacer un cable en un triángulo. Cuando se dobla, se retuerce o se aprieta, los cables individuales del cable se mueven fuera de su lugar y se deforman a una forma más circular. ¿Cómo mantendría esos cables en su lugar para mantener la sección transversal del cable deseada? Podría ir a un solo cable, pero luego será mucho más difícil de manejar, mucho menos flexible y más propenso a romperse y dañarse.
fuente
Flexibilidad
Una sección transversal redonda permite que el cable se flexione en cualquier dirección por igual.
fuente
No es estrictamente de cobre, pero para cables más grandes se obtienen núcleos triangulares. Tienden a usar aluminio para núcleos más grandes como estos.
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En la industria, se utilizan barras de bus de metal sólido (retangular) (generalmente cobre), generalmente para aplicaciones de alta corriente:
... entonces, no siempre es redondo.
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Desde un punto de producción, es fácilmente la forma más simple que uno puede adoptar, lo que presumiría es el factor dominante en todo esto. También es mecánicamente favorable si considera la tensión cuando comienza a doblar cosas. Y si lo piensa, también es la forma más eficiente de empaquetar tanta área de sección transversal (por lo tanto, material conductor) en un espacio limitado.
fuente
No son solo redondos. De todos modos, los agujeros son redondos porque son más fáciles de hacer y los más económicos. Además, los cables redondos son más versátiles en algunas situaciones generales, por ejemplo, para insertarlos en tubos corrugados (o no corrugados), para doblarlos o curvarlos en poco espacio, por ejemplo. cuándo es necesario conectarlos a tomas de corriente estándar de la oficina doméstica, etc. Por lo tanto, la sección redonda es en general la más utilizada para obtener ventajas prácticas y económicas. De todos modos, la sección redonda no es el único estándar. Se utilizan otras formas. Por ejemplo, por último, se está extendiendo el uso de cables planos abrasivos a los sistemas eléctricos domésticos o industriales: simplemente se fijan a la pared con su adhesivo y se puede poner masilla y pintar directamente sobre ellos sin el uso de tubos corrugados, sin tocar la pared, sin enlucido.
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Debido al efecto de la piel, la corriente alterna tiende a viajar en la superficie del cable. DC a través de todo el núcleo. Un cable redondo maximiza la sección transversal por unidad de material utilizado, por lo que es el más rentable para proporcionar un calibre o capacidad dada. También tiene el efecto secundario de proporcionar la mayor área de superficie en la superficie del conductor para un área de sección transversal dada del cable general.
Si bien el proceso de troquel de fabricación de alambre en sí mismo es en gran parte la razón de su forma, los troqueles podrían hacerlo en una variedad de formas, pero la sección transversal circular también es la más rentable.
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Para cables de baja tensión (240 V, 440 V) la forma del conductor no es crítica.
Para cables de alto voltaje (3.3kV y superiores), la tensión de voltaje necesita ser controlada para que el aislamiento no se rompa.
La tensión de tensión es más fuerte en las esquinas agudas. Entonces, la forma más fácil de controlar esto es hacer que todo sea redondo.
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