Проволока - Wire
_line.jpg)
Проволоки является единственным , как правило , цилиндрическую форму , гибкий стержень или нить из металла. Провода используются для передачи механических нагрузок или электрических и телекоммуникационных сигналов . Проволока обычно формируется путем протягивания металла через отверстие в матрице или вытяжной пластине . Калибры проводов бывают различных стандартных размеров, что выражается в номере калибра . Термин «провод» также используется более свободно для обозначения пучка таких прядей, как в «многожильном проводе», который более правильно называть канатом в механике или кабелем в электричестве.
Проволока бывает сплошной, многопроволочной или плетеной. Хотя обычно поперечное сечение имеет круглую форму, провод может иметь квадратное, шестиугольное, сплющенное прямоугольное или другое поперечное сечение либо для декоративных целей, либо для технических целей, таких как высокоэффективные звуковые катушки в громкоговорителях . Винтовые пружины с краевой обмоткой , такие как игрушка Slinky , изготавливаются из специальной сплющенной проволоки.
История
В древностях , ювелирные изделия часто содержат, в виде цепочек и прикладного украшения, больших количества проволоки, точно сделаны и которые должны были произведены некоторыми эффективными, если не технически передовым, средства. В некоторых случаях полосы, вырезанные из металлического листа, превращали в проволоку, протягивая их через отверстия в каменных бусинах. Это заставляет полоски складываться вокруг себя, образуя тонкие трубочки. Эта техника рисования полос использовалась в Египте при Второй династии . С середины 2-го тысячелетия до нашей эры большинство золотых проволок в ювелирных изделиях характеризовались линиями швов, которые проходят по спиральной траектории вдоль проволоки. Такие скрученные полосы можно превратить в сплошную круглую проволоку, скатывая их между плоскими поверхностями или методом волочения проволоки. В Древнем Старом Свете метод изготовления проволочной скрученной проволоки был вытеснен вытяжкой где-то между 8 и 10 веками нашей эры. Есть некоторые свидетельства того, что до этого периода использовалось рисование дальше на восток.
Квадратные и шестиугольные провода, возможно, были изготовлены методом обжимки . В этом методе металлический стержень вставляли между металлическими блоками с канавками или между пуансоном с канавками и металлической наковальней с канавками . Ковка является глубокой древности, возможно , начиная с начала 2 - го тысячелетия до нашей эры в Египте и в бронзовом и железном веках в Европе для Torcs и застежек . Скрученная проволока квадратного сечения - очень распространенное филигранное украшение в ранних этрусских украшениях.
Примерно в середине 2-го тысячелетия до нашей эры появилась новая категория декоративных трубок, имитирующих ряд гранул. Настоящая бисерная проволока, полученная путем механической деформации проволоки круглого сечения, появилась в Восточном Средиземноморье и Италии в седьмом веке до нашей эры, возможно, распространена финикийцами . Проволока из бисера продолжала использоваться в ювелирных изделиях и в наше время, хотя примерно в десятом веке нашей эры она в значительной степени потеряла популярность, когда две протянутые круглые проволоки, скрученные вместе, образовали так называемые `` веревки '', предоставили более простую в изготовлении альтернативу. . Предшественником бисерной проволоки могут быть полосы и проволока с надрезом, которые впервые появились примерно с 2000 г. до н.э. в Анатолии .
.jpg)
Проволока протягивалась в Англии со времен средневековья. Проволока использовалась для изготовления шерстяных карточек и булавок, промышленных товаров, импорт которых был запрещен Эдуардом IV в 1463 году. Первая проволочная фабрика в Великобритании была основана в Тинтерне примерно в 1568 году основателями компании Mineral and Battery Works , которые имел монополию на это. Помимо второй проволочной мельницы в соседнем Уайтбруке, до второй половины 17 века других проволочных мельниц не было. Несмотря на существование мельниц, волочение проволоки до мелких размеров продолжалось вручную.
Согласно описанию, сделанному в начале 20-го века, «[w] ire обычно имеет цилиндрическую форму; но она может быть сделана из любого желаемого сечения, изменяя контур отверстий в вытяжной пластине, через которую она проходит в Процесс изготовления. Тяговая пластина или матрица представляет собой кусок твердого чугуна или твердой стали, или для тонкой обработки это может быть алмаз или рубин . Целью использования драгоценных камней является обеспечение возможности использования штампов для в течение значительного периода времени, чтобы не потерять свой размер и, следовательно, произвести проволоку неправильного диаметра. Алмазные матрицы необходимо расточить, когда они потеряли свой первоначальный диаметр отверстия, но металлические матрицы снова уменьшаются до размера, забивая отверстие молотком, а затем выколачивая его для исправления диаметра пробойником. "
Использует
У проволоки много применений. Он является сырьем для многих важных производителей , таких как промышленность по производству проволочной сетки , инженерные пружины, производство проволочной ткани и прядение проволочного каната , в которых он занимает место, аналогичное текстильному волокну . Проволока всех степеней прочности и размера ячеек используется для просеивания и грохочения, для слива бумажной массы, для оконных экранов и для многих других целей. Огромные количества алюминиевой , медной , никелевой и стальной проволоки используются для телефонных кабелей и кабелей передачи данных , а также в качестве проводников при передаче электроэнергии и обогреве . Он не менее востребован для ограждений, и много расходуется на строительство подвесных мостов , клеток и т. Д. При производстве струнных музыкальных инструментов и научных инструментов проволока снова широко используется. Проволока из углеродистой и нержавеющей пружинной стали находит широкое применение в конструктивных пружинах для важнейших автомобильных или промышленных деталей / компонентов. Изготовление булавок и шпилек ; игольная промышленность и производство рыболовных крючков ; изготовление гвоздей, колышков и заклепок; и чесание машина потребляет большое количество проволоки в качестве сырья.
Не все металлы и металлические сплавы обладают физическими свойствами, необходимыми для изготовления полезной проволоки. Прежде всего, металлы должны быть пластичными и прочными на растяжение, от качества которых в основном зависит полезность проволоки. Основными металлами, пригодными для изготовления проволоки, обладающими почти равной пластичностью, являются платина , серебро , железо , медь , алюминий и золото ; и только из этих и некоторых их сплавов с другими металлами, главным образом с медью и бронзой , изготавливается проволока.
При осторожном обращении можно получить очень тонкую проволоку. Однако проволока специального назначения изготавливается из других металлов (например, вольфрамовая проволока для ламп накаливания и накаливания вакуумных трубок из-за ее высокой температуры плавления). Медные провода также покрываются другими металлами, такими как олово, никель и серебро, чтобы выдерживать различные температуры, обеспечивать смазку и облегчать снятие резиновой изоляции с меди.
Металлические провода часто используются для нижних звуковых тона продуцирующих «струн» в струнных инструментов , таких как скрипки , виолончели и гитары и ударных струнных инструментов , таких как пианино , цимбал , dobros и cimbaloms . Чтобы увеличить массу на единицу длины (и, таким образом, еще больше снизить высоту звука), основной провод иногда может быть спирально обернут другой, более тонкой жилой. Такие музыкальные струны называются «перетянутыми»; добавленный провод может быть круглым в поперечном сечении («круглая намотка») или сплющенным перед намоткой («плоская намотка»).
Производство
Проволоку часто уменьшают до желаемого диаметра и свойств путем повторного протягивания через все более мелкие матрицы или традиционно отверстия в вытяжных пластинах . После нескольких проходов проволоку можно отжечь, чтобы облегчить волочение или, если это готовый продукт, максимизировать пластичность и проводимость .
Отделка, оболочка и изоляция
Электрические провода обычно покрываются изоляционными материалами , такими как пластик, резиноподобные полимеры или лак. Изоляция и оболочка проводов и кабелей в настоящее время выполняется путем пропускания их через экструдер. Раньше материалы, используемые для изоляции, включали обработанную ткань или бумагу и различные продукты на масляной основе. С середины 1960-х годов преобладали пластмассы и полимеры, обладающие свойствами, аналогичными резине.
Два или более провода могут быть намотаны концентрически, разделенные изоляцией, с образованием коаксиального кабеля . Провод или кабель можно дополнительно защитить с помощью таких веществ, как парафин , какой-либо консервант, битум, свинец , алюминиевая оболочка или стальная лента. Крутильные или укрывные машины наматывают материал на проволоку, которая быстро проходит. Некоторые из самых маленьких машин для хлопкового покрытия имеют большой барабан, который захватывает проволоку и перемещает ее через зубчатые передачи; проволока проходит через центр дисков, установленных над длинной станиной, и каждый диск несет на себе количество бобин, варьирующееся от шести до двенадцати или более в разных машинах. На каждую бобину наматывается запас укрывного материала, и конец подводится к проволоке, которая занимает центральное положение относительно бобин; последние вращаются с подходящей скоростью телесно с их дисками, хлопок, следовательно, подается на проволоку, наматываясь по спирали так, чтобы перекрывать друг друга. Если требуется много прядей, диски дублируются, так что можно переносить до шестидесяти катушек, причем второй набор прядей укладывается поверх первого.
Для более тяжелых кабелей, которые используются для электрического освещения и питания, а также для подводных кабелей, машины несколько отличаются по конструкции. Проволока по-прежнему проходит через полый вал, но бобины или катушки с укрывным материалом установлены так, что их шпиндели расположены под прямым углом к оси проволоки, и они лежат в круглой клетке, которая вращается на роликах ниже. Различные нити, выходящие из катушек на различных участках окружности клетки, ведут к диску на конце полого вала. Этот диск имеет перфорацию, через которую проходит каждая из жил, которые сразу же наматываются на кабель, который в этом месте скользит через подшипник. Зубчатые шестерни, имеющие определенные определенные передаточные числа, используются для того, чтобы заставлять наматывающий барабан для троса и обойму для катушек вращаться с подходящими относительными скоростями, которые не меняются. Клетки умножаются для скручивания с большим количеством лент или прядей, так что машина может иметь шесть бобин на одной клетке и двенадцать на другой.
Формы проволоки
Сплошной провод
Сплошная проволока, также называемая одножильной или одножильной, состоит из одного куска металлической проволоки. Сплошной провод полезен для разводки макетов. Сплошная проволока дешевле в производстве, чем многожильная, и используется там, где нет необходимости в гибкости проволоки. Сплошная проволока также обеспечивает механическую прочность; и, поскольку он имеет относительно меньшую площадь поверхности, подверженной воздействию коррозионных веществ, защиту от окружающей среды.
Многожильный провод
Многожильный провод состоит из ряда небольших проводов, связанных или скрученных вместе, чтобы образовать проводник большего размера. Многожильный провод более гибкий, чем сплошной с той же общей площадью поперечного сечения. Многожильный провод используется, когда требуется более высокое сопротивление усталости металла . К таким ситуациям относятся соединения между печатными платами в устройствах с несколькими печатными платами, где жесткость сплошного провода может вызвать слишком большое напряжение в результате движения во время сборки или обслуживания; Сетевые шнуры переменного тока для бытовой техники; кабели для музыкальных инструментов; кабели компьютерной мыши; кабели для сварочных электродов; контрольные кабели, соединяющие движущиеся части машины; кабели для горных машин; висячие машинные кабели; и многие другие.
На высоких частотах ток проходит вблизи поверхности провода из-за скин-эффекта , что приводит к увеличению потерь мощности в проводе. Может показаться, что многожильный провод уменьшает этот эффект, поскольку общая площадь поверхности жил больше, чем площадь эквивалентной сплошной проволоки, но обычный многожильный провод не снижает скин-эффект, потому что все жилы закорочены вместе и ведут себя как одиночный проводник. Многожильный провод будет иметь более высокое сопротивление, чем одножильный провод того же диаметра, потому что поперечное сечение многожильного провода не полностью из меди; между нитями неизбежны зазоры (это проблема упаковки кругов внутри круга ). Считается, что многожильный провод с таким же поперечным сечением, что и сплошной, имеет тот же эквивалентный калибр и всегда имеет больший диаметр.
Однако для многих высокочастотных приложений эффект близости более серьезен, чем скин-эффект, и в некоторых ограниченных случаях простой многожильный провод может уменьшить эффект близости. Для лучшей работы на высоких частотах можно использовать литц-проволоку , отдельные жилы которой изолированы и скручены по специальной схеме .
Количество прядей
Чем больше отдельных жил в жгуте проводов, тем гибче, устойчивее к перегибам, прочнее и прочнее становится провод. Однако большее количество прядей увеличивает сложность производства и стоимость.
По геометрическим причинам наименьшее количество обычно видимых прядей - 7: одна посередине и 6 окружающих ее в тесном контакте. Следующий уровень - 19, это еще один слой из 12 нитей поверх 7. После этого число меняется, но обычно 37 и 49, затем от 70 до 100 (число уже не точное). Большие числа обычно встречаются только в очень больших кабелях.
Для приложений, в которых проволока перемещается, 19 - это наименьшее значение, которое следует использовать (7 следует использовать только в приложениях, где провод размещается, а затем не перемещается), а 49 - намного лучше. Для приложений с постоянным повторяющимся движением, таких как сборочные роботы и провода наушников , обязательно от 70 до 100.
Для приложений, которым требуется еще большая гибкость, используется еще больше жил (обычным примером являются сварочные кабели, но также и любые приложения, в которых необходимо перемещать проволоку в труднодоступных местах). Одним из примеров является проволока 2/0, сделанная из 5292 жил проволоки № 36 . Пряди организовываются путем создания жгута из 7 прядей. Затем 7 из этих наборов складываются в суперпакеты. Наконец, 108 супер пучков используются для изготовления окончательного кабеля. Каждая группа проводов наматывается по спирали, так что, когда проволока изгибается, часть растянутого жгута перемещается по спирали к части, которая сжимается, чтобы позволить проволоке иметь меньшее напряжение.
Prefused
Предварительно спаянный провод - это многожильный провод, состоящий из сильно луженых жил , а затем сплавленных друг с другом. Предварительно спаянная проволока имеет многие свойства сплошной проволоки, за исключением того, что она с меньшей вероятностью сломается.
Плетеная проволока
Плетеная проволока состоит из нескольких небольших жилок, сплетенных вместе. Плетеные провода нелегко ломаются при сгибании. Плетеные провода часто используются в качестве электромагнитного экрана в кабелях для шумоподавления.
Разновидности
- Монтажный провод - это одножильный или многожильный изолированный провод малого и среднего калибра, используемый для внутренних соединений внутри электрических или электронных устройств. Его часто покрывают лужением для улучшения паяемости .
- Соединение проводов - это применение микроскопических проводов для электрических соединений внутри полупроводниковых компонентов и интегральных схем.
- Магнитный провод представляет собой сплошной провод, обычно медный , который для обеспечения более тесной намотки при изготовлении электромагнитных катушек изолирован только лаком, а не более толстым пластиком или другой изоляцией, обычно используемой для электрических проводов. Он используется для намотки двигателей , трансформаторов , индукторов , генераторов , катушек динамиков и т. Д. ( Для получения дополнительной информации о медном магнитном проводе см .: Медный провод и кабель # Магнитный провод (обмоточный провод) . ).
- Коаксиальный кабель - это кабель, состоящий из внутреннего проводника, окруженного трубчатым изолирующим слоем, обычно сделанным из гибкого материала с высокой диэлектрической проницаемостью, который затем окружен другим проводящим слоем (обычно из тонкой плетеной проволоки для гибкости или из тонкая металлическая фольга), а затем, наконец, снова покрытый тонким изоляционным слоем снаружи. Термин коаксиальный происходит от внутреннего проводника и внешнего экрана, имеющих одну и ту же геометрическую ось. Коаксиальные кабели часто используются в качестве линии передачи радиочастотных сигналов. В гипотетическом идеальном коаксиальном кабеле электромагнитное поле, несущее сигнал, существует только в пространстве между внутренним и внешним проводниками. Практические кабели достигают этой цели в высокой степени. Коаксиальный кабель обеспечивает дополнительную защиту сигналов от внешних электромагнитных помех и эффективно направляет сигналы с низким уровнем излучения по длине кабеля, что, в свою очередь, влияет на тепловое тепло внутри проводимости провода.
- Провод динамика используется для создания электрического соединения с низким сопротивлением между динамиками и усилителями звука. Некоторые современные высококачественные акустические провода состоят из нескольких электрических проводников, индивидуально изолированных пластиком, подобно лицевому проводу .
- Проволока сопротивления - это проволока с более высоким, чем обычно, удельным сопротивлением, часто используется для нагревательных элементов или для изготовления проволочных резисторов . Нихромовая проволока - самый распространенный вид.
Смотрите также
- Для передачи электроэнергии см .: силовой кабель , высоковольтный кабель и HVDC.
Примечания
внешние ссылки
-
Словарное определение провода в Викисловаре
