Jakie są cztery rodzaje przewodników w linii przesyłowej?

Jednolity przewodnik stały

Cechy charakterystyczne

Jednolity przewodnik stały to najbardziej podstawowy typ przewodnika. Jest wykonany z jednego materiału metalicznego (takiego jak miedź lub aluminium) i ma zalety prostej konstrukcji oraz wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Dzięki swojej zwartej strukturze ma dobrą przewodność przy niskich częstotliwościach i stosunkowo równomierne rozłożenie prądu. Na przykład może być używany w niektórych liniach transmisyjnych krótkiego dystansu, które wymagają dużej wytrzymałości mechanicznej i niskiej częstotliwości (np. niektóre instalacje elektryczne w pomieszczeniach).

Jednakże, zwiększenie częstotliwości transmisji powoduje skupienie prądu na powierzchni przewodnika zjawiskiem skórowym, co oznacza, że materiał wewnątrz przewodnika stałego nie jest w pełni wykorzystywany, co prowadzi do marnowania materiału, a także może ograniczać jego zdolność nośną ze względu na problemy z odprowadzaniem ciepła podczas transmisji dużych prądów.

Przewodnik wieloprzewodowy

Cechy charakterystyczne

Przewodnik wieloprzewodowy składa się z kilku mniejszych przewodników splecionych razem. Ta struktura zwiększa elastyczność przewodnika, ułatwia montaż i gięcie, i jest odpowiednia dla linii transmisyjnych, które muszą być często gięte lub poruszane, takich jak kabel w mostku kablowym lub sznur zasilający niektórych urządzeń mobilnych.

Kontakt między wieloma przewodnikami w przewodniku wieloprzewodowym zwiększa obszar odprowadzania ciepła w pewnym stopniu i pomaga poprawić zdolność nośną. Ponadto, ponieważ każdy mały przewodnik może być traktowany jako niezależna ścieżka przepływu prądu, przy wysokich częstotliwościach zjawisko skórowe skupia prąd na powierzchni każdego małego przewodnika, co jest równoważne zwiększeniu całkowitego efektywnego obszaru przewodzenia, co pozwala lepiej radzić sobie z transmisją wysokich częstotliwości niż jednolity przewodnik stały. Na przykład, w niektórych wysokoczęstotliwościowych kablach komunikacyjnych często używa się przewodników wieloprzewodowych, aby poprawić jakość transmisji sygnałów.

Pusty przewodnik

Cechy charakterystyczne

Wewnątrz pustego przewodnika znajduje się pusta struktura, a prąd koncentruje się głównie na zewnętrznej powierzchni przewodnika. Ta struktura efektywnie wykorzystuje zjawisko skórowe, w transmisji wysokich częstotliwości, ponieważ prąd koncentruje się na powierzchni, pusta część nie ma istotnego wpływu na transmisję prądu, ale może zmniejszyć wagę przewodnika i oszczędzać materiał.

Puste przewodniki mają pewne zastosowania w niektórych systemach transmisyjnych z surowymi wymaganiami dotyczącymi wagi (np. linie transmisyjne w dziedzinie lotnictwa) lub długich liniach transmisyjnych nadziemnych (aby zmniejszyć ciśnienie własnej wagi na wieże). Jednak proces produkcji pustych przewodników jest stosunkowo skomplikowany, a wytrzymałość mechaniczna może być niższa niż u przewodników stałych, dlatego w projektowaniu konstrukcyjnym należy podjąć środki zapewniające odpowiednie wsparcie mechaniczne.

Przewodnik koaksjalny

Cechy charakterystyczne

Przewodnik koaksjalny składa się z wewnętrznego przewodnika i zewnętrznego przewodnika oddzielonych izolującym medium. Zewnętrzny przewodnik jest zwykle pustym przewodnikiem cylindrycznym, który otacza wewnętrzny przewodnik w środku. Ta struktura ma dobre właściwości ekranujące, wewnętrzny przewodnik przesyła sygnał, a zewnętrzny przewodnik nie tylko jest drogą powrotną sygnału, ale również pełni rolę ekranu przed zewnętrznymi zakłóceniami elektromagnetycznymi.

Przewodniki koaksjalne są szeroko stosowane w transmisji sygnałów wysokich częstotliwości (np. transmisja sygnałów telewizyjnych, szybka transmisja danych w sieciach komputerowych itp.). Są one w stanie efektywnie przesyłać sygnały wysokich częstotliwości, redukować tłumienie sygnałów i zewnętrzne zakłócenia, gwarantując jakość sygnału. Jednak koszt kabli koaksjalnych jest stosunkowo wysoki, a zwiększenie odległości transmisji nadal jest problemem, który należy brać pod uwagę.