Зошто се каблите изолирани

Zošto се жички изолираат?

В современите електрични системи, освен надворешните електропреносни жички поставени на електрични стапи, скоро сите жички што се користат денес се изолирани. Нивото на изолација во жичка е тесно поврзано со нејзината наменена применa. Изолацијата служи на многу критични функции. Поради минимизација на губитоци на енергија во околина, неговата најкритична улога е заштита на луѓето од електрички удови.

Електричеството претставува значајен опасност. Еден случаен контакт со живодна жичка може да има фатални последици, без можност за втора шанса. Нашите тела се делумни проводници на електричество. Кога доаѓаме во контакт со проводник кој носи стрuja, електричниот ток ќе текне од проводникот во нашето тело. Збогат нашето тело има ограничена проводливост, не може ефективно да го дисипира входниот ток. Кога количината на ток надмине толеранцата на нашето тело, тоа може да резултира со фатален исход.

За да се спречат такви трагични инциденти во домашни и индустриски услови, изолацијата на жичките станала есенцијална потреба. Изолацијата функционира како барикада, спречувајќи течење на ток и осигурувајќи дека живодните електрични компоненти не се пристапливи, со тоа елиминирајќи ризикот од електрички удови.

Што е изолатор?

Изолатор е материјал или супстанција што се противи на протокот на топлина и електричество. Оваа противодействие потекнува од отсутството на слободни молекули во материјалот. Кога проводниците се покриваат со изолативни материјали, како поливинилхлорид (PVC), велиме дека се изолирани. Овој процес, познат како изолација, служи за предотвратување на електричната енергија и сигнали да се дисипираат во околината.

Утврдување на температурата врз изолативните материјали

Температурата има значајен влијание врз електричните својства на различните материјали. Во проводниците, зголемувањето на температурата доведува до зголемување на противодействието. На спротивно, полупроводниците и изолаторите покажуваат намалување на противодействието кога температурата се зголемува. Под екстремни температурни услови, полупроводникот може да се трансформира во подобар проводник, а изолаторот можеби ќе покаже полупроводничко однесување.

Противодействието на изолацијата на жичка

Жичките проводници се обвивани со изолација од одговарачка деbljina за да се спречи течење на ток. Деbljината на изолацијата се одредува според намената на жичката. Во жичката, патот на течење на ток е радијален, а изолацијата овозможува радијално противодействие на протокот на ток по целата нејзина должина.

Rins = ρdr/2πrl

За еднојадерна жичка со проводник со радиус r1, внатрешна обвивка со радиус r2, должина l, и изолативен материјал со специфично противодействие ρ, периметарот на проводникот е 2πr1. Диференцијалната деbljина на изолацијата е označena како dr. Противодействието на изолацијата Rins може да се изрази како:

Rins = ρ/2πl[loge r2 /r2 ]

Забележете дека Rins е обратно пропорционален на должината l на жичката, што се разликува од одношението R=ρl за противодействието на проводник, каде ρ претставува специфично противодействие, константа специфична за материјалот.

Некои жички, како коаксијалните жички, имаат повеќе изолативни слоеви и повеќе жици. Во коаксијалните жички, централната жица служи како главен проводник. Дополнителните жици се дизајнирани за земљачки цели и за заштита од побегување на електромагнетски бранови и радијација. Коаксијалната жичка се состои од внатрешен проводник, типички направен од мед поради неговата ниска проводливост (понекогаш плакиран за подобро функционирање), обвикнат со серија изолативни слоеви. Овие слоеви често вклучуваат диелектричен материјал, алуминиски фолија или медна нишка за заштита, и вонешна PVC обвивка. Вонешната обвивка го заштитува кабелот од вонешни екологиски фактори. Кога напон се приложи на внатрешниот проводник, заштитниот слој останува на занемарлив напон.

Коаксијалниот дизајн нуди значајни предности. Тој ограничува електрични и магнетни полиња во диелектрикот, минимизирајќи побегувањето надвор од заштитниот слој. Множеството слоеви изолација ефикасно блокираат вонешни електромагнетски полиња и радијација, спречувајќи интерференција. Бидејќи проводниците со поголеми дијаметри имаат помало противодействие и испуштаат помалку електромагнетска радијација, а дополнителната изолација дополнително го намалува таквото побегување, коаксијалните жички со повеќе слоеви изолација се идеални за пренос на слаби сигнали кои се чувствителни на интерференција.

Кarakтеристики на изолирана жичка

Бидејќи противодействието на изолацијата на жичка е одредено од нејзината дизајнсka намена, инженерите мора да ги размислат неколку фактори кога дизајнираат жички. Коаксијалните жички, на пример, бараат екстензивна изолација за да се спречи и побегување на енергија и побегување на електромагнетска радијација, често со два, три, или четири слоеви изолација. Различни жички се проектирани за различни применби, но генерално делеат следните клучни карактеристики:

• Одпор на топлина: Способност да издржи високи температури без да се деградира.

• Високо противодействие на изолацијата: Минимизира течењето на ток и осигурува електрична безопасност.

• Механичка издржливост: Отпорна на сечење, трчање и трибање, осигурувајќи долговремена надежност.

• Супериорни карактеристики: Покажуваат одлични механички и електрични карактеристики.

• Хемиски отпор: Отпорна на масла, растворители и различни хемикалии.

• Еколошка издржливост: Неуспешна на озон и временски услови, прифатлива за употреба и во внатрешни и во надворешни услови.