ما هي الأنواع الأربعة للموصلات في خط النقل الكهربائي؟

موصل صلب واحد

الخصوصية

يعتبر الموصل الصلب الواحد هو النوع الأكثر بساطة من الموصلات. يتم تصنيعه من مادة معدنية واحدة (مثل النحاس أو الألمنيوم) وله مميزات مثل البساطة في الهيكل والقوة الميكانيكية العالية. بسبب هيكله الصلب، فإنه يمتلك توصيلًا جيدًا عند الترددات المنخفضة وتوزيعًا متوازنًا للتيار الكهربائي. على سبيل المثال، يمكن استخدامه في بعض خطوط النقل القصيرة التي تتطلب قوة ميكانيكية عالية وتكرارًا منخفضًا (مثل بعض أسلاك الطاقة الداخلية).

ومع ذلك، مع زيادة تردد النقل، سيركز تأثير الجلد التيار على سطح الموصل، ولا يمكن استغلال المادة داخل الموصل الصلب بشكل كامل، مما يؤدي إلى هدر المواد، وقد يحد من قدرته على حمل التيار بسبب مشاكل التبريد أثناء نقل التيار العالي.

موصل ملتوي

الخصوصية

يتكون الموصل الملتوي من عدة أسلاك قطرها أصغر متشابكة معًا. هذا الهيكل يزيد من مرونة الموصل، ويسهل تركيبه وثنيه، وهو مناسب لخطوط النقل التي تحتاج إلى ثني أو تحريك متكرر، مثل الكابل في جسر الكابل أو كابل الطاقة لبعض الأجهزة المحمولة.

يزيد الاتصال بين الأسلاك المتعددة للموصل الملتوي من مساحة التبريد إلى حد ما ويساعد في تحسين قدرته على حمل التيار. وفي الوقت نفسه، بما أن كل سلك صغير يمكن اعتباره مسار تيار مستقل، فإن تأثير الجلد عند الترددات العالية يجعل التيار يركز على سطح كل سلك صغير، مما يعادل زيادة المساحة الفعالة للتوصيل الإجمالية، مما يمكنه التعامل بشكل أفضل مع النقل عالي التردد مقارنة بالموصل الصلب الواحد. على سبيل المثال، في بعض كابلات الاتصالات ذات التردد العالي، غالبًا ما يتم استخدام الموصلات الملتوية لتحسين جودة نقل الإشارة.

موصل فارغ

الخصوصية

الداخلية للموصل الفارغ هي هياكل فارغة، والتيار يتركز بشكل أساسي على السطح الخارجي للموصل. هذا الهيكل يستخدم تأثير الجلد بشكل فعال، وفي النقل عالي التردد، حيث يتركز التيار على السطح، فإن الجزء الفارغ لا يؤثر بشكل كبير على نقل التيار ولكنه يمكن أن يقلل من وزن الموصل ويوفر المواد.

لدى الموصلات الفارغة تطبيقات معينة في بعض أنظمة النقل ذات متطلبات الوزن الصارمة (مثل خطوط النقل في المجال الفضائي) أو خطوط النقل الجوية ذات المسافات الطويلة (لتخفيض ضغط وزنها على الأبراج). ومع ذلك، فإن عملية تصنيع الموصلات الفارغة أكثر تعقيدًا، وقد تكون القوة الميكانيكية أقل من الموصلات الصلبة، ويجب اتخاذ إجراءات في تصميم الهيكل للتأكد من توفير الدعم الميكانيكي الكافي.

موصل متماثل المحور

الخصوصية

يتكون الموصل المتماثل المحور من موصل داخلي وموصل خارجي مفصولة بوسط عازل. الموصل الخارجي عادةً ما يكون موصلًا أسطوانيًا فارغًا يحيط بالموصل الداخلي في الوسط. هذا الهيكل يتمتع بمميزات درعية كهرومغناطيسية جيدة، حيث يقوم الموصل الداخلي بنقل الإشارة، والموصل الخارجي ليس فقط مسار العودة للإشارة، ولكنه أيضًا يلعب دور درع ضد التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي.

يستخدم الموصل المتماثل المحور على نطاق واسع في نقل الإشارات ذات التردد العالي (مثل نقل إشارات التلفزيون، ونقل البيانات عالية السرعة في الشبكات الحاسوبية، وغيرها). يمكنه نقل الإشارات ذات التردد العالي بكفاءة، وتقليل فقدان الإشارة والتداخل الخارجي، وضمان جودة الإشارة. ولكن تكلفة الكابل المتماثل المحور مرتفعة نسبيًا، ومع زيادة مسافة النقل، فإن فقدان الإشارة لا يزال مشكلة يجب النظر فيها.