כבל משולש מול כבל מלא: איזה טוב יותר ולמה

מהו חוט משובץ?
חוט משובץ מורכב ממספר רב של סיבים דקים של מוליכים שמחוברים יחד, לעיתים עם כל זוג סיבים מתפתל ומבודד. החוטים האלה מגיעים בגדלים שונים המותאמים ליישומים ספציפיים.

בבריטניה, גדלי חוט נפוצים מסומנים בפורמטים כמו 3/0.029", 7/0.036" ו-7/0.042". כאן, הספרה הראשונה (לדוגמה, 3 או 7) מצביעה על מספר הסיבים המשובצים האינדיבידואליים, בעוד החלק השני (לדוגמה, 0.029", 0.042") מציין את השטח הצולב של כל מוליך. לדוגמה, 0.036" פירושו שהשטח הצולב הוא 0.036 אינץ' מרובע. בארצות הברית, משתמשים בגודל כמו 7/32, כאשר המספר 7 מייצג את כמות הסיבים, והמספר 32 מתייחס לגודל ה-AWG (American Wire Gauge) של כל מוליך.

בהשוואה לחוטים קשיחים, חוטים משובצים מציעים גמישות טובה יותר. זה הופך אותם לבחירה המועדפת של חשמלאים בסצנריות שבהן יש צורך согнуть, скрутить или проложить провода через узкие пространства, такие как трубы и короба внутри стен. Кроме того, плетеные провода повышают электробезопасность. Когда ток проходит по проводнику, выделяется тепло. Благодаря воздушным зазорам между отдельными жилами, это тепло может эффективно рассеиваться, снижая риск перегрева и потенциальных электрических опасностей.

יישומי חוט משובץ ואפיונים

חוט משובץ מתאים מאוד ליישומים הכוללים תנועה חוזרת ונשנית, כגון במנגנוני פתיחת וסגירת דלתות. זהו גם בחירה אידיאלית לקשרי מרחק קצר והוא יכול להיות легко интегрирован в патч-корды.

בקווי העברה והפצה של חשמל, חוט משובץ מועדף לעיתים קרובות על פני חוט קשיח. זה בגלל שהוא עוזר להפחית את תופעת "אפקט הגב", בה זרם חילופין (AC) נוטה לזרום בעיקר על פני השטח החיצוני של המוליך ולא לאורך כל חתך השטח שלו. המבנה הייחודי של חוט משובץ הופך אותו לפתרון יעיל להפחתת השפעת אפקט הגב.

עם זאת, לחוט משובץ ישנם כמה חסרונות. הוא בדרך כלל יקר יותר מחוט קשיח. בנוסף, הוא יותר חשוף לריקבון, במיוחד בסביבות לחות או ביישומים חיצוניים. כמו כן, בשל הפערים האוויריים בין הסיבים האינדיבידואליים, קיבולת הזרם (ampacity) של חוט משובץ היא נמוכה יותר בהשוואה לחוט קשיח מאותו גודל.

יתרונות של חוט משובץ

• גמישות מוגברת: הוא מציע גמישות טובה יותר, מאפשר מעבר ופיתול קלים. מאפיין זה גם נותן לו חיי פיתול ארוכים יותר ביישומים הכוללים תנועה.

• הסחת חום יעילה: חוט משובץ מפיק פחות חום במהלך זרימת הזרם, מה שמספק פעולה חשמלית בטוחה יותר.

• סיומת והתחברות נוחות: הוא מתאים היטב לתהליך התפרקות וקשרי פטץ' קורד.

• הקטנת אפקט הגב: בהעברת חשמל מרחקים ארוכים ובמתח גבוה, חוט משובץ מפחית באופן יעיל את אפקט הגב.

חסרונות של חוט משובץ

• חשיפה לריקבון: יש סיכון גבוה לריקבון, במיוחד בסביבות חיצוניות.

• קיבולת זרם נמוכה יותר: בהשוואה למוליכים קשיחים מאותו גודל, לחוט משובץ יש קיבולת נשיאה נמוכה יותר של זרם.

• ירידה גדולה יותר במתח: הוא מפגין ירידה גדולה יותר במתח במהלך זרימת הזרם.

• בעיות איכות אות: הוא יכול ליצור רעש, עם דעיכה של 20-50%, ויש לו ביצועים בינוניים בהעברת תדרים גבוהים.

• סיומת מורכבת: תהליכי הסיומת והחיבור הם מורכבים יותר.

• עלות גבוהה יותר: חוט משובץ יקר יותר מחוט קשיח.

חוט קשיח: הגדרה ואפיונים

כפי שממשמעו בשם, חוט קשיח מורכב ממוליך יחיד וקשיח המוקף בבידוד. בדרך כלל, חוטים קשיחים הם עבים וכבדים יותר מחוטים משובצים. למרות היתרונות של חוט משובץ, חוט קשיח בשימוש נפוץ בעיבוד הבית, במיוחד בארצות הברית עבור פאנלים ראשיים של 120/240. זה נובע מגורמים כמו היכולת לספק חיבורים טובים יותר וקיבולת זרם גבוהה יותר.

לחוט קשיח יש מספר יתרונות נוטריים. היעדר פערים אוויריים בין מוליכים נותן לו קיבולת נשיאה גבוהה יותר של זרם בהשוואה לחוט משובץ. עובי המוליך מביא להתנגדות נמוכה יותר, המאפשרת סיומת והחיבור מושלמים.

לחוט קשיח יש גם קיבולת גבוהה יותר, עם ירידה קטנה יותר במתח, והוא יותר עמיד לריקבון. הוא מספק צליל ללא אובדן (עם יחס רעש נמוך), מה שמאפשר חיבור יציב וארוך טווח. בנוסף, הוא כלכלני יותר ומתאים לשימוש חיצוני.

עם זאת, לחוט קשיח יש מגבלות. הוא הרבה פחות גמיש מחוט משובץ, מה שמקשה עליו להתפתל ולתקוע בשל הקשיחות שלו. פיתולים חוזרים והצבת, במיוחד ביישומים הכוללים תנועה, יכולים בקלות להרוס או לשבור את החוט הקשיח.

יתרונות של חוט קשיח

• סיומת והחיבור מושלמים: הוא מאפשר סיומת והחיבור מושלמים.

• קיבולת זרם גבוהה יותר: בהשוואה לחוט משובץ מאותו גודל, לחוט קשיח יש קיבולת נשיאה גבוהה יותר של זרם.

• איכות אות טובה: הוא מספק צליל ברור (עם הדעיכה הנמוכה) וביצועים מצוינים בהעברת תדרים גבוהים.

• התנגדות נמוכה ועמידות לריקבון: יש לו התנגדות נמוכה והוא עמיד מאוד לריקבון, הן בתוך הבית והן בחוץ.

• מתאים להעברה למרחקים ארוכים: עם ירידה קטנה יותר במתח, הוא אידיאלי ליישומים למרחקים ארוכים.

• כלכלני: חוט קשיח זול יותר מחוט משובץ.

חסרונות של חוט קשיח

• גמישות מוגבלת: יש לו גמישות גרועה, מה שמגביל את השימוש שלו ביישומים מסוימים.

• ceptibility to damage: הוא ניזוק בקלות ביישומים הכוללים תנועה חוזרת ונשנית.

• Problems with the skin effect: In high-voltage power transmission lines, it is affected by the skin effect.

• Not suitable for some applications: It is not suitable for electronics, digital communication, and computer applications.

הטבלה הבאה מציגה השוואה מפורטת בין מוליכים קשיחים למשובצים בהתאם לתנאים ויישומים שונים, תוך הדגשת ההבדלים העיקריים ביניהם.

קיבולת נשיאת הזרם של חוטים קשיחים ומשובצים
כאשר קוטר החוטים הקשיחים והמשובצים זהה, החוט הקשיח יכול לשאת כמות גדולה יותר של זרם. זה נובע מהעובדה שהחוט הקשיח יש לו שטח חתך אפקטיבי גדול יותר. בחוטים משובצים, קיום הפערים האוויריים בין הסיבים האינדיבידואליים מפחית את השטח הכולל בו יכול הזרם לזרום. לכן, חשמלאים צריכים לבחור בזהירות את הגודל המתאים של החוט,ambil account wire gauge dan kebutuhan ampacity dari aplikasi tertentu.

Phenomenon lain yang penting dalam sistem listrik adalah efek kulit, di mana arus bolak-balik (AC) cenderung mengalir terutama pada permukaan luar konduktor daripada merata sepanjang bagian penampangnya. Efek ini menjadi lebih signifikan dengan meningkatnya frekuensi. Untuk sistem transmisi daya tinggi, kabel berstruktur sering dipilih karena dapat mengurangi dampak efek kulit. Namun, untuk kabel rumah dengan frekuensi 50/60 Hz, ketika menggunakan kabel tembaga dengan diameter hingga 6mm, kedalaman kulit umumnya dapat diabaikan.
Yang Mana Lebih Baik: Kabel Padat atau Kabel Berstruktur?
Pilihan antara kabel padat dan kabel berstruktur harus dibuat setelah mempertimbangkan berbagai faktor secara menyeluruh, termasuk biaya awal dan jangka panjang, penggunaan indoor atau outdoor, persyaratan aplikasi spesifik, jenis beban listrik, kebutuhan gerakan atau fleksibilitas, kapasitas ampacity yang sesuai, dan kondisi lingkungan serta cuaca lainnya.Secara keseluruhan, keputusan untuk memilih kabel padat atau kabel berstruktur bergantung pada beberapa aspek:

• Kabel Padat: Ideal untuk aplikasi di mana durabilitas, kesederhanaan, pemasangan yang lancar, dan efisiensi biaya diberi prioritas. Jika proyek Anda membutuhkan solusi kabel yang sederhana, handal, dan ramah anggaran, kabel padat adalah pilihan yang direkomendasikan.

• Kabel Berstruktur: Paling cocok untuk skenario yang memerlukan fleksibilitas jangka panjang, seperti aplikasi yang melibatkan gerakan berulang atau pembengkokan kabel yang sering. Ketika kabel perlu menyesuaikan diri dengan lingkungan dinamis, kabel berstruktur menawarkan ketahanan dan manuver yang diperlukan.

Tabel berikut memberikan perbandingan rinci antara konduktor padat dan berstruktur berdasarkan berbagai kondisi dan aplikasi, dengan menyoroti perbedaan utamanya.