Почему медные кабели круглые?

Как Джессика Рэббит, потому что они так нарисованы.

Производство проволоки включает в себя протягивание (протягивание) проволоки через последовательно меньшие матрицы (часто с промежуточным отжигом). Штампы легче всего сделать с круглыми отверстиями (обычно они изготавливаются из очень твердых материалов, таких как алмаз).

Не всякая проволока круглая — в катушках индуктивности и трансформаторах иногда используется закругленная прямоугольная проволока.

Когда вы отходите от круглых сечений, вы сталкиваетесь с двумя существенными проблемами:

Во-первых, углы будут оказывать большее давление на соседние предметы и с большей вероятностью приведут к повреждению изоляции.

Во-вторых, при использовании высоких частот эффект поверхностного тока приведет к более высокому импедансу в кабеле с такой же площадью поперечного сечения, но с углами. Кроме того, большее количество изоляции, необходимой для покрытия этого проводника, также изменит импеданс. Хотя с этим можно было бы справиться, мы уже хорошо понимаем скин-эффект, импеданс и изоляционный эффект на высоких частотах для круглых проводников, поэтому использование альтернативных конфигураций без веской причины (например, установка большего количества медных проводов) ограничивало бы разработчиков. в меньшей площади для эффективности в индукторах).

Есть много других соображений - волочение проволоки уже сложно и утомительно, круглое поперечное сечение снижает контакт матрицы для данной площади меди. Изоляция увеличилась бы из-за дополнительной окружности треугольника или квадрата по сравнению с кругом (опять же, для той же площади поперечного сечения меди). При сгибании или сгибании углы испытывают большее напряжение, быстрее затвердевают и быстрее трескаются, чем круглый кабель.

При обсуждении кабелей становится еще сложнее сделать другие сечения. Представьте, что из 10 проводников получается треугольник в виде кабеля. Когда вы сгибаете, скручиваете или сжимаете, вы обнаружите, что отдельные провода в кабеле смещаются со своего места и деформируются до более круглой формы. Как бы вы удерживали эти провода на месте, чтобы сохранить желаемое сечение кабеля? Можно было бы перейти на одиночный провод, но тогда он будет гораздо сложнее в управлении, гораздо менее гибок и более подвержен поломкам и повреждениям.

Гибкость

Круглое сечение позволяет проводу одинаково изгибаться в любом направлении.

Не строго медь, но для больших кабелей вы получаете треугольные жилы. Они, как правило, используют алюминий для таких больших сердечников.

В промышленности сплошные (прямоугольные) металлические (обычно медные) шины используются, как правило, для сильноточных приложений:

...так, не всегда круглый.

С точки зрения производства, это самая простая форма, которую можно выбрать, и я полагаю, что это является доминирующим фактором во всем этом. Это также механически выгодно, если учесть напряжение, когда вы начинаете сгибать вещи. И если подумать, это также самый эффективный способ упаковать как можно большую площадь поперечного сечения (следовательно, проводящего материала) в ограниченном пространстве.

Для низковольтных кабелей (240 В, 440 В) форма жилы не критична.

Для кабелей высокого напряжения (3,3 кВ и выше) необходимо контролировать напряжение, чтобы изоляция не разрушилась.

Напряжения сильнее всего на острых углах. Итак, самый простой способ контролировать это — сделать все круглым.

Они не только круглые. В любом случае, отверстия в штампах круглые, потому что их проще сделать и они наиболее экономичны. Также круглые кабели более универсальны в некоторых общих ситуациях, например, чтобы вставить их в гофрированные (или не гофрированные) трубы, согнуть или изогнуть их в небольшом пространстве, например. когда необходимо подключить их к стандартным электрическим розеткам домашнего офиса и т. д. Таким образом, круглое сечение, как правило, наиболее часто используется для практических и экономических преимуществ. В любом случае круглое сечение не является единственным стандартом. Используются другие формы. Например, в последнюю очередь распространяется использование плоских кабелей с адгезивом на бытовые или промышленные электрические системы: вы просто прикрепляете их к стене с помощью их адгезива и можете шпаклевать и красить их прямо на них без использования гофрированных труб, без протяжки стены, без штукатурка.

Из-за скин-эффекта переменный ток имеет тенденцию проходить по поверхности провода. DC через все ядро. Круглая проволока максимально увеличивает поперечное сечение на единицу используемого материала, поэтому она наиболее рентабельна при заданном сечении или пропускной способности. Это также имеет побочный эффект, заключающийся в обеспечении наибольшей площади поверхности на поверхности проводника для данной площади поперечного сечения всего провода.

В то время как сам процесс изготовления штампа для проволоки в значительной степени является причиной его формы, штампы могут изготавливаться в различных формах, но круглое поперечное сечение также является наиболее экономичным.