چگونه مواد هادی مناسب برای کابل ها و سیم ها را انتخاب کنم؟

مواد مختلفی را می توان به عنوان رسانای الکتریکی برای انتقال انرژی، سیگنال یا داده در کابل ها و سیم ها استفاده کرد. شناخته شده ترین و پرکاربردترین آن مس (Cu) است که یک فلز بسیار انعطاف پذیر با رسانایی بالا است. همچنین انعطاف پذیر، کشش بالا و نسبتاً ارزان است که آن را به اولین انتخاب برای بسیاری از کاربردها تبدیل می کند. هادی شامل یک سیم منفرد یا چند سیم است که با هم پیچیده شده اند تا به اصطلاح رشته ای را تشکیل دهند. برای مثال، مس را می توان قلع اندود کرد تا در برابر خوردگی مقاوم تر شود، یا برای بهبود محدوده دمایی آن، نیکل اندود شود.

آلومینیوم (Al) یکی دیگر از مواد رسانای بالقوه است. مزیت اصلی آن نسبت به مس، چگالی بسیار کمتر آن است. اما رسانایی ضعیف تری دارد که به این معنی است که برای انتقال همان جریان به سطح مقطع بیشتری نیاز است. علاوه بر این، سیم‌های آلومینیومی انعطاف‌پذیری کمتری دارند و در نتیجه احتمال شکستگی آن‌ها بیشتر است. این باعث می شود آنها برای جابجایی برنامه ها نامناسب باشند. در نتیجه، آلومینیوم عمدتاً برای کابل های توزیع انرژی و کابل های ولتاژ متوسط ​​که وزن نقش مهمی را ایفا می کند، استفاده می شود.

ماده ای که بهترین رسانایی را دارد نقره (Ag) است اما چندین برابر گرانتر از مس است. به همین دلیل، نقره معمولاً فقط در برنامه‌های خاص استفاده می‌شود که در آن عملکرد و کارایی استثنایی مورد نیاز است – به عنوان مثال در صدای پیشرفته. یکی دیگر از هادی‌های ممکن برای کابل‌های صوتی، سیم مسی با روکش نقره است که به دلیل رسانایی بالا و مقاومت در برابر خوردگی برجسته است. قیمت بالا و رسانایی ضعیف طلا (Au) در مقایسه با نقره و مس این امر را به عنوان یک هادی رد می کند.

ماده دیگری که در نگاه اول نیز رسانایی نامناسب به نظر می رسد فولاد با رسانایی بسیار بدتر از مس یا آلومینیوم است. از طرفی فوق العاده محکم و کشش بالایی دارد. به همین دلیل، فولاد در کاربردهای نظامی و همچنین در هوافضا اغلب در ترکیب با مواد دیگری مانند آلومینیوم استفاده می شود.

در کنار همه این هادی های فلزی، فیبرهای نوری یا به اصطلاح موجبرهای نوری قرار دارند. اینها برای انتقال سیگنال با سرعت بالا با استفاده از نور ایده آل هستند. آنها از یک هسته شیشه ای کوارتز یا فیبر پلاستیکی تشکیل شده اند. دومی انعطاف پذیرتر است و از این رو به راحتی خم می شود. هسته توسط یک ژاکت نوری احاطه شده است که به عنوان روکش شناخته می شود. سیگنال های نوری بین هسته و روکش منعکس می شوند و از این رو با سرعت بالا از طریق موجبر منتقل می شوند. موجبرهای نوری در کاربردهای مختلفی مانند مخابرات، پزشکی و هوافضا استفاده می شود. اگرچه آنها نمی توانند جریان را منتقل کنند.

بنابراین بهترین ماده رسانا بستگی زیادی به کاربرد مورد نظر و شرایط حاکم دارد. اینها باید دقیقاً شناخته شوند تا بتوانیم مزایا و معایب هر ماده را به دقت در نظر بگیریم. البته سایر ویژگی های کابل مانند رشته، مقطع، عایق و مواد روکش نیز نقش مهمی ایفا می کنند. به همین دلیل، همیشه بهترین کار این است که هنگام انتخاب کابل ها و سیم ها برای اطمینان از انطباق با تمام الزامات استفاده روزمره، از متخصصان مشاوره بگیر