Přetížený drát vs. pevný drát: Který je lepší a proč

Co je drát s více vodiči?
Drát s více vodiči se skládá z několika tenkých proužků vodičů spojených dohromady, často s každým párem proužků stočeným a izolovaným. Tyto dráty jsou k dispozici v různých velikostech přizpůsobených specifickým aplikacím.

V Spojeném království běžné velikosti drátů jsou označovány formáty jako 3/0.029″, 7/0.036″ a 7/0.042″. Zde první číslo (např. 3 nebo 7) označuje počet jednotlivých vodičů, zatímco druhá část (např. 0.029″, 0.042″) určuje plochu průřezu každého vodiče. Například 0.036″ znamená, že plocha průřezu je 0.036 čtverečních palců. V USA se používá velikost jako 7/32, kde číslo 7 reprezentuje množství proužků a 32 odkazuje na velikost amerického drátového kalibru (AWG) každého vodiče.

Ve srovnání s pevnými dráty nabízí dráty s více vodiči lepší pružnost. To z nich dělá preferovanou volbu elektrikářů v situacích, kdy je třeba dráty ohnout, stočit nebo vést skrz úzké prostory, jako jsou trubky a konduity v zdech. Kromě toho dráty s více vodiči zvyšují elektrickou bezpečnost. Když proud protéká vodičem, vzniká teplo. Díky vzduchovým mezerám mezi jednotlivými proužky lze toto teplo efektivně odvodit, což snižuje riziko přetopení a potenciálních elektrických rizik.

Aplikace a charakteristiky drátů s více vodiči

Drát s více vodiči je velmi vhodný pro aplikace, které zahrnují opakující se pohyb, jako jsou mechanismy pro otevírání a zavírání dveří. Je také ideální volbou pro krátké spoje a lze ho snadno začlenit do patch kabelů.

V přenosových a distribučních linkách se drát s více vodiči často dává přednost před pevným drátem. To je proto, že pomáhá zmírnit efekt kůže, fenomén, při kterém střídavý proud (AC) tenduje k protékání především po vnější povrchu vodiče namísto celého průřezu. Unikátní struktura drátu s více vodiči z něj dělá efektivní řešení pro snížení dopadu efektu kůže.

Nicméně drát s více vodiči má i své nedostatky. Obecně je dražší než pevný drát. Kromě toho je více náchylný k korozí, zejména v vlhkém prostředí nebo v exteriéru. Dále, díky vzduchovým mezera mezi jednotlivými proužky, je jeho nosnost (schopnost nést proud) nižší ve srovnání s pevným drátem stejné velikosti.

Výhody drátu s více vodiči

• Zvýšená pružnost: Nabízí lepší pružnost, což umožňuje snadné vedení a ohýbání. Tato charakteristika mu také poskytuje delší životnost v aplikacích, které zahrnují pohyb.

• Účinné odvádění tepla: Drát s více vodiči generuje méně tepla během protékání proudu, což zajišťuje bezpečnější elektrickou operaci.

• Pohodlné ukončení a spojení: Je dobře přizpůsoben k crimpovému ukončení a spojení patch kabelů.

• Snížení efektu kůže: V případě dlouhodobého, vysokonapěťového přenosu elektřiny efektivně minimalizuje efekt kůže.

Nevýhody drátu s více vodiči

• Náchylnost k korozí: Existuje vysoké riziko korozí, zejména v exteriéru.

• Nižší nosnost proudu: Ve srovnání s pevnými vodiči stejné velikosti má drát s více vodiči nižší schopnost nést proud.

• Větší propad napětí: Při protékání proudu dochází k většímu propadu napětí.

• Problémy s kvalitou signálu: Může vytvářet šum, s zeslabením 20 - 50%, a má mediální výkon přenosu vysokých frekvencí.

• Složité ukončení: Procesy ukončení a spojení jsou složitější.

• Vyšší cena: Drát s více vodiči je dražší než pevný drát.

Pevný drát: Definice a vlastnosti

Jak naznačuje název, pevný drát se skládá z jednoho pevného vodiče obaleného izolací. Typicky jsou pevné dráty tlustší a těžší než dráty s více vodiči. Navzdory výhodám drátů s více vodiči se pevné dráty často používají v domácím vedení, zejména v USA pro hlavní panely 120/240. To je z důvodu faktorů, jako je jejich schopnost poskytnout lepší spojení a vyšší nosnost proudu.

Pevný drát má několik významných výhod. Nedostatek vzduchových mezer mezi vodiči mu dává vyšší nosnost proudu ve srovnání s drátem s více vodiči. Tloušťka vodiče vede ke snížení odporu, což umožňuje dokonalé ukončení a spojení.

Pevný drát také nabízí vyšší kapacitu, s menším propadem napětí, a je odolnější k korozí. Poskytuje bezztrátový zvuk (s nízkým poměrem šumu), což zajišťuje dlouhotrvající a stabilní spojení. Kromě toho je levnější a lépe se hodí pro exteriérové aplikace.

Nicméně pevný drát má své omezení. Je značně méně pružný než drát s více vodiči, což ztěžuje jeho ohýbání a stočení kvůli jeho tuhosti. Opakované ohýbání a vedení, zejména v aplikacích, které zahrnují pohyb, mohou snadno poškodit nebo roztrhnout pevný drát.

Výhody pevného drátu

• Dokonalé ukončení a spojení: Umožňuje dokonalé ukončení a spojení.

• Vyšší nosnost proudu: Ve srovnání s drátem s více vodiči stejné velikosti má pevný drát vyšší nosnost proudu.

• Dobrá kvalita signálu: Poskytuje čistý zvuk (s nízkým zeslabením) a vynikající výkon přenosu vysokých frekvencí.

• Nízký odpor a odolnost vůči korozí: Má nižší odpor a je velmi odolný vůči korozí, jak uvnitř, tak venku.

• Hodný pro dlouhodobý přenos: S menším propadem napětí je ideální pro dlouhé vzdálenosti.

• Levnejší: Pevný drát je levnější než drát s více vodiči.

Nevýhody pevného drátu

• Omezená pružnost: Má špatnou pružnost, což omezuje jeho použití v některých aplikacích.

• Náchylnost k poškození: Je náchylný k poškození v aplikacích, které zahrnují opakující se pohyb.

• Problémy s efektem kůže: V přenosových linkách s vysokým napětím je postižen efektem kůže.

• Nehodný pro některé aplikace: Není vhodný pro elektroniku, digitální komunikaci a počítačové aplikace.

Následující tabulka poskytuje podrobný srovnání pevných a drátů s více vodiči podle různých podmínek a aplikací, zdůrazňuje jejich klíčové rozdíly.

Nosnost proudu pevných a drátů s více vodiči
Když mají pevné a dráty s více vodiči stejný průměr, pevný drát může nést větší množství proudu. To je způsobeno tím, že pevný drát má větší efektivní plochu průřezu. V drátech s více vodiči přítomnost vzduchových mezer mezi jednotlivými proužky snižuje celkovou plochu, přes kterou může proud protékat. Proto musí elektrikáři pečlivě vybírat vhodnou velikost drátu, s ohledem na kalibr drátu a požadavky na nosnost proudu specifické aplikace.

Dalším důležitým fenoménem v elektrických systémech je efekt kůže, při kterém střídavý proud (AC) tenduje k protékání především po vnější povrchu vodiče, nikoli rovnoměrně po celém průřezu. Tento efekt se stává více výrazným s rostoucí frekvencí. Pro systémy s vysokým přenosem energie se často dává přednost drátům s více vodiči právě proto, že mohou zmírnit dopad efektu kůže. Nicméně pro domácí vedení s frekvencí 50/60 Hz, kdy se používají měděné dráty s průměrem až 6 mm, lze obecně zanedbat hloubku kůže.
Který je lepší: Pevný nebo drát s více vodiči?
Volba mezi pevnými a dráty s více vodiči by měla být provedena po komplexním zvážení různých faktorů, včetně počátečních a dlouhodobých nákladů, vnitřního nebo exteriérového použití, specifických požadavků aplikace, typů elektrických zatížení, potřeby pohybu nebo pružnosti, vhodné nosnosti proudu a dalších ekologických a počasových podmínek.Zkrátka, rozhodnutí o volbě pevného nebo drátu s více vodiči závisí na několika aspektech:

• Pevný drát: Ideální pro aplikace, kde jsou prioritou trvanlivost, jednoduchost, hladká instalace a nákladová efektivnost. Pokud váš projekt vyžaduje jednoduché, spolehlivé a rozpočtově přijatelné vedení, pevný drát je doporučenou volbou.

• Drát s více vodiči: Nejlépe se hodí pro scénáře, které vyžadují dlouhodobou pružnost, jako jsou aplikace, které zahrnují opakující se pohyb nebo časté ohýbání drátů. Když je třeba, aby vedení přizpůsobilo dynamické prostředí, drát s více vodiči poskytuje potřebnou odolnost a manévrovatelnost.

Následující tabulka poskytuje podrobný srovnání pevných a drátů s více vodiči podle různých podmínek a aplikací, zdůrazňuje jejich klíčové rozdíly.