Плътна жica спроти твърда жica: Коя е по-добра и защо

Какво е многожиличен кабел?
Многожиличният кабел се състои от множество тънки жици, свързани заедно, често с всяка двойка жици оплетени и изолирани. Тези кабели са налични в различни размери, предназначени за специфични приложения.

Във Великобритания общи размери на жиците се означават в формати като 3/0.029", 7/0.036" и 7/0.042". Първата цифра (например 3 или 7) показва броя на отделните многожилични проводници, докато втората част (например 0.029", 0.042") указва поперечното сечение на всеки проводник. Например 0.036" означава, че поперечното сечение е 0.036 квадратни инча. В САЩ се използва размер като 7/32, където числото 7 представлява количеството жици, а 32 се отнася до размера на американската таблица за жици (AWG) на всеки проводник.

Сравнено с твърдите жици, многожиличните жици предлагат по-голяма гъвкавост. Това ги прави предпочитан избор за електроинсталатори в ситуации, когато жиците трябва да бъдат извити, оплетени или преведени през тесни пространства, като тръби и каналопроводи в стени. Освен това многожиличните жици подобряват електрическата безопасност. Когато токът протича през проводника, се генерира топлина. Благодарение на въздушните разстояния между отделните жици, тази топлина може да бъде ефективно разпространена, намалявайки риска от прекомерно затопляне и потенциални електрически опасности.

Приложения и характеристики на многожиличните жици

Многожиличните жици са много подходящи за приложения, включващи повторително движение, като механизми за отваряне и затваряне на врати. Те са също така идеален избор за краткосрочни връзки и могат лесно да бъдат инкорпорирани в патч корди.

В линиите за предаване и разпределение на енергия, многожиличните жици често се предпочитат пред твърдите жици. Това е защото те помагат да се намали кожен ефект, феномен, при който чередещият се ток (AC) тенденцията е да протича главно по външната повърхност на проводника, а не през цялото му поперечно сечение. Уникалната структура на многожиличните жици ги прави ефективно решение за намаляване на влиянието на кожния ефект.

Однако многожиличните жици имат и някои недостатъци. Те са обикновено по-скъпи от твърдите жици. Освен това те са по-уязвими към корозия, особено в влажни среди или при открити приложения. Освен това, поради въздушните разстояния между отделните жици, капацитетът за носене на ток (ampacity) на многожиличните жици е по-нисък в сравнение с твърдата жица от същия размер.

Преимущества на многожиличните жици

• Подобрена гъвкавост: Предлага по-голяма гъвкавост, позволяваща лесна маршрутизация и извиване. Тази характеристика осигурява по-дълъг живот при приложения, включващи движение.

• Ефективно разпространение на топлина: Многожиличната жица генерира по-малко топлина при протичане на ток, осигурявайки по-безопасна електрическа работа.

• Удобно завършване и връзка: Подходяща за кримп завършване и връзки на патч корди.

• Намален кожен ефект: В приложенията за дългото разстояние, високо напрежение, многожиличната жица ефективно минимизира кожния ефект.

Недостатъци на многожиличните жици

• Уязвимост към корозия: Има висок риск от корозия, особено в открити условия.

• По-нисък капацитет за носене на ток: В сравнение с твърдите проводници от същия размер, многожиличната жица има по-нисък капацитет за носене на ток.

• По-голямо падане на напрежението: Показва по-голямо падане на напрежението при протичане на ток.

• Проблеми с качеството на сигнала: Може да произвежда шум, с аттенюация от 20 - 50%, и има посредствено изпълнение при високочестотна передача.

• Комплексно завършване: Процесите на завършване и връзка са по-сложни.

• По-висока цена: Многожиличната жица е по-скъпа от твърдата жица.

Твърда жица: Дефиниция и характеристики

Както подсказва името, твърдата жица се състои от един единствен, твърд проводник, обграден с изолация. Обикновено твърдите жици са по-дебели и по-тежки от многожиличните жици. Въпреки преимуществата на многожиличните жици, твърдите жици често се използват в домашната електроинсталация, особено в САЩ за 120/240 основни панели. Това е поради фактори като способността им да предоставят по-добри връзки и по-висок капацитет за носене на ток.

Твърдата жица има няколко значителни предимства. Липсата на въздушни разстояния между проводниците й дава по-висок капацитет за носене на ток в сравнение с многожиличната жица. Дебелината на проводника води до по-ниско съпротивление, което позволява перфектно завършване и връзка.

Твърдата жица предлага и по-голям капацитет, с по-малко падане на напрежението, и е по-устойчива към корозия. Тя предоставя безизгубна звук (с ниско соотношение на шума), осигурявайки продължителна и стабилна връзка. Освен това е по-ефективна и подходяща за открити приложения.

Однако твърдата жица има и свои ограничения. Тя е значително по-малко гъвкава от многожиличната жица, което я прави трудна за извиване и оплитане поради твърдостта ѝ. Повторително извиване и маршрутизация, особено в приложения, включващи движение, лесно може да повреди или скъса твърдата жица.

Преимущества на твърдата жица

• Перфектно завършване и връзка: Позволява перфектно завършване и връзка.

• По-висок капацитет за носене на ток: В сравнение с многожиличната жица от същия размер, твърдата жица има по-висок капацитет за носене на ток.

• Добра качество на сигнала: Предоставя ясен звук (с ниска аттенюация) и отлична високочестотна изпълнителна способност.

• Ниско съпротивление и устойчивост към корозия: Има ниско съпротивление и е високо устойчива към корозия, както във вътрешни, така и във външни условия.

• Подходяща за дългото разстояние предаване: С по-малко падане на напрежението, тя е идеална за приложения на дълги разстояния.

• Икономична: Твърдата жица е по-евтина от многожиличната жица.

Недостатъци на твърдата жица

• Ограничената гъвкавост: Има слаба гъвкавост, което ограничава нейното използване в определени приложения.

• Уязвимост към повреди: Тя е уязвима към повреди в приложения, включващи повторително движение.

• Проблеми с кожния ефект: В линиите за високо напрежение, тя е засегната от кожния ефект.

• Не подходяща за някои приложения: Не е подходяща за електроника, цифрова комуникация и компютърни приложения.

Следващата таблица предоставя детайлно сравнение на твърдите и многожиличните проводници според различни условия и приложения, подчертавайки техните ключови разлики.

Капацитет за носене на ток на твърдите и многожиличните жици
Когато диаметрите на твърдите и многожиличните жици са идентични, твърдата жица може да носи по-голям обем ток. Това се дължи на факта, че твърдата жица има по-голямо ефективно поперечно сечение. В многожиличните жици, наличието на въздушни разстояния между отделните жици намалява общата площ, през която токът може да протече. Следователно, електроинсталаторите трябва внимателно да избират подходящия размер на жицата, взимайки предвид размера и капацитета за носене на ток на конкретното приложение.

Друг важен феномен в електрическите системи е кожният ефект, при който чередящият се ток (AC) тенденцията е да протича главно по външната повърхност на проводника, а не равномерно през цялото му поперечно сечение. Този ефект става по-изразен с увеличаването на честотата. За високомощни системи за предаване, многожиличните жици се предпочитат точно защото могат да намалят влиянието на кожния ефект. Но за домашна електроинсталация с честота от 50/60 Hz, когато се използват медни жици с диаметър до 6 мм, дълбочината на кожата обикновено може да бъде пренебрегната.
Коя е по-добра: твърдата или многожиличната жица?
Изборът между твърда и многожилична жица трябва да се направи след всестранно разглеждане на различни фактори, включително начални и дългосрочни разходи, използване във вътрешни или външни условия, специфични изисквания за приложението, видове електрически товари, необходимост за движение или гъвкавост, подходящ капацитет за носене на ток и други околни и климатични условия.Съкратено казано, решението да се избере твърда или многожилична жица зависи от множество аспекти:

• Твърда жица: Идеална за приложения, където се приоритизират издръжливост, простота, лесна инсталация и икономичност. Ако проектът изисква пряк, надежден и бюджетен вариант за електроинсталация, твърдата жица е препоръчителен избор.

• Многожилична жица: Най-подходяща за сценарии, които изискват дългосрочна гъвкавост, като приложения, включващи повторително движение или често извиване на жиците. Когато електроинсталацията трябва да се адаптира към динамични условия, многожиличната жица предлага необходимата устойчивост и маневреност.

Следващата таблица предоставя детайлно сравнение на твърдите и многожиличните проводници според различни условия и приложения, подчертавайки техните ключови разлики.