Quali sono i quattro tipi di conduttori in una linea di trasmissione?

Un conduttore solido singolo

Peculiarità

Un conduttore solido singolo è il tipo più basilare di conduttore. È realizzato con un singolo materiale metallico (come rame o alluminio) e presenta i vantaggi di una struttura semplice e di una elevata resistenza meccanica. A causa della sua struttura solida, ha una buona conducibilità a basse frequenze e una distribuzione del corrente relativamente uniforme. Ad esempio, può essere utilizzato in alcune linee di trasmissione a breve distanza che richiedono alta resistenza meccanica e bassa frequenza (come alcuni cavi di alimentazione interni).

Tuttavia, con l'aumento della frequenza di trasmissione, l'effetto pelle concentrerà la corrente sulla superficie del conduttore, e il materiale interno del conduttore solido non potrà essere pienamente sfruttato, portando a uno spreco di materiale, e potrebbe limitarne la capacità di trasporto di corrente a causa dei problemi di dissipazione termica durante la trasmissione ad alta corrente.

Conduttore a fili intrecciati

Peculiarità

Un conduttore a fili intrecciati è composto da diversi fili di piccolo diametro avvolti insieme. Questa struttura aumenta la flessibilità del conduttore, facilitandone l'installazione e la piegatura, ed è adatto per le linee di trasmissione che devono essere piegate o spostate frequentemente, come i cavi nelle gallerie di cavi o i cavi di alimentazione di alcuni dispositivi mobili.

Il contatto tra i vari fili del conduttore a fili intrecciati aumenta leggermente l'area di dissipazione termica e aiuta a migliorare la capacità di trasporto di corrente. Allo stesso tempo, poiché ogni filo piccolo può essere considerato un percorso di corrente indipendente, a frequenze elevate, l'effetto pelle fa concentrare la corrente sulla superficie di ogni filo piccolo, il che equivale a aumentare l'area effettiva totale di conduzione, consentendo di affrontare meglio la trasmissione a frequenza elevata rispetto a un conduttore solido singolo. Ad esempio, in alcuni cavi di comunicazione ad alta frequenza, vengono spesso utilizzati conduttori a fili intrecciati per migliorare la qualità della trasmissione del segnale.

Conduttore cavo

Peculiarità

L'interno del conduttore cavo ha una struttura cava, e la corrente si concentra principalmente sulla superficie esterna del conduttore. Questa struttura sfrutta efficacemente l'effetto pelle, nella trasmissione ad alta frequenza, perché la corrente si concentra sulla superficie, la parte cava non ha un effetto sostanziale sulla trasmissione del corrente, ma può ridurre il peso del conduttore e risparmiare materiale.

I conduttori cavi hanno determinate applicazioni in alcuni sistemi di trasmissione con requisiti di peso rigorosi (come le linee di trasmissione nel campo aerospaziale) o linee di trasmissione aerea a lungo span (per ridurre la pressione del loro peso sulle torri). Tuttavia, il processo di fabbricazione dei conduttori cavi è relativamente complesso, e la resistenza meccanica potrebbe essere inferiore a quella dei conduttori solidi, e sono necessarie misure di progettazione strutturale per garantire un adeguato supporto meccanico.

Conduttore coassiale

Peculiarità

Un conduttore coassiale è costituito da un conduttore interno e un conduttore esterno separati da un mezzo isolante. Il conduttore esterno è solitamente un conduttore cilindrico cavo che circonda il conduttore interno al centro. Questa struttura presenta ottime caratteristiche di schermatura elettromagnetica, il conduttore interno trasmette il segnale, mentre il conduttore esterno non solo funge da percorso di ritorno del segnale, ma svolge anche il ruolo di schermo contro le interferenze elettromagnetiche esterne.

I conduttori coassiali sono ampiamente utilizzati nella trasmissione di segnali ad alta frequenza (come la trasmissione di segnali televisivi, la trasmissione dati ad alta velocità nelle reti informatiche, ecc.). Possono trasmettere efficacemente segnali ad alta frequenza, ridurre l'attenuazione del segnale e le interferenze esterne, garantendo la qualità del segnale. Tuttavia, il costo del cavo coassiale è relativamente elevato, e con l'aumento della distanza di trasmissione, l'attenuazione del segnale rimane un problema da considerare.