Có bốn loại dây dẫn trong đường dây truyền tải là gì?

Dây dẫn đơn chất rắn

Đặc điểm

Dây dẫn đơn chất rắn là loại dây dẫn cơ bản nhất. Nó được làm từ một loại vật liệu kim loại duy nhất (như đồng hoặc nhôm) và có ưu điểm là cấu trúc đơn giản và độ bền cơ học cao. Do cấu trúc chắc chắn, nó có khả năng dẫn điện tốt ở tần số thấp và phân bố dòng điện tương đối đều. Ví dụ, nó có thể được sử dụng trong một số đường dây truyền tải ngắn cần độ bền cơ học cao và tần số thấp (như một số đường dây điện trong nhà).

Tuy nhiên, khi tần số truyền tải tăng lên, hiệu ứng da sẽ tập trung dòng điện trên bề mặt dây dẫn, và vật liệu bên trong dây dẫn chất rắn không được sử dụng hết, gây lãng phí vật liệu, và có thể hạn chế khả năng chịu dòng điện của nó do vấn đề tản nhiệt khi truyền tải dòng điện lớn.

Dây dẫn xoắn

Đặc điểm

Dây dẫn xoắn được tạo thành từ nhiều sợi dây nhỏ hơn xoắn lại với nhau. Cấu trúc này tăng cường độ linh hoạt của dây dẫn, dễ dàng lắp đặt và uốn cong, và phù hợp cho các đường dây truyền tải cần uốn cong hoặc di chuyển thường xuyên, như cáp trong cầu cáp hoặc dây nguồn của một số thiết bị di động.

Tiếp xúc giữa nhiều sợi dây của dây dẫn xoắn tăng diện tích tản nhiệt đến một mức độ nào đó và giúp cải thiện khả năng chịu dòng điện. Đồng thời, do mỗi sợi dây nhỏ có thể coi là một đường dẫn dòng điện độc lập, ở tần số cao, hiệu ứng da khiến dòng điện tập trung trên bề mặt của mỗi sợi dây nhỏ, tương đương với việc tăng tổng diện tích dẫn điện hiệu quả, giúp xử lý truyền tải tần số cao tốt hơn so với dây dẫn đơn chất rắn. Ví dụ, trong một số cáp truyền thông tần số cao, dây dẫn xoắn thường được sử dụng để cải thiện chất lượng truyền tín hiệu.

Dây dẫn rỗng

Đặc điểm

Bên trong dây dẫn rỗng có cấu trúc rỗng, và dòng điện chủ yếu tập trung trên bề mặt ngoài của dây dẫn. Cấu trúc này tận dụng hiệu quả hiệu ứng da, trong truyền tải tần số cao, do dòng điện tập trung trên bề mặt, phần rỗng không có tác động đáng kể đến truyền tải dòng điện, nhưng có thể giảm trọng lượng của dây dẫn và tiết kiệm vật liệu.

Dây dẫn rỗng có một số ứng dụng trong một số hệ thống truyền tải có yêu cầu về trọng lượng nghiêm ngặt (như đường dây truyền tải trong lĩnh vực hàng không vũ trụ) hoặc các đường dây truyền tải treo dài (để giảm áp lực của trọng lượng tự thân lên tháp). Tuy nhiên, quy trình sản xuất dây dẫn rỗng tương đối phức tạp, và độ bền cơ học có thể thấp hơn so với dây dẫn chất rắn, và cần phải có các biện pháp trong thiết kế cấu trúc để đảm bảo hỗ trợ cơ học đầy đủ.

Dây dẫn đồng trục

Đặc điểm

Dây dẫn đồng trục bao gồm dây dẫn nội và dây dẫn ngoại cách nhau bởi môi trường cách điện. Dây dẫn ngoại thường là dây dẫn hình trụ rỗng bao quanh dây dẫn nội ở giữa. Cấu trúc này có đặc tính che chắn điện từ tốt, dây dẫn nội truyền tín hiệu, dây dẫn ngoại không chỉ là đường dẫn hồi tín hiệu mà còn đóng vai trò che chắn nhiễu điện từ bên ngoài.

Dây dẫn đồng trục được sử dụng rộng rãi trong truyền tải tín hiệu tần số cao (như truyền tải tín hiệu TV, truyền tải dữ liệu tốc độ cao trong mạng máy tính, v.v.). Nó có thể truyền tín hiệu tần số cao hiệu quả, giảm suy hao tín hiệu và nhiễu từ bên ngoài, và đảm bảo chất lượng tín hiệu. Tuy nhiên, chi phí của cáp đồng trục tương đối cao, và khi khoảng cách truyền tải tăng, suy hao tín hiệu vẫn là vấn đề cần xem xét.