למה כבלים קואקסיאליים מבודדים מאוד

מהו כבל קואקסיאלי?

כבל קואקסיאלי הוא סוג של כבל חשמלי שתוכנן להעברת אותות חשמליים בתדר גבוה עם התנגדות מינימלית. הוא כולל מוליך מרכזי (בדרך כלל נחושת או תיל מצופה נחושת) המוקף בשכבת בידוד צילינדרית, שמכוסה על ידי מגן מוליך. המגן בדרך כלל מורכב משלוש עד ארבע שכבות של אלומיניום או נחושת מעוטרים, לעתים קרובות בשילוב עם פוליאלומיניום לשיפור הביצועים.

רכיבים עיקריים ובנייה

• מוליך מרכזי: משמש להעברת האות החשמלי. עשוי מנחושת או חומרים מצופי נחושת עבור מוליכות אופטימלית.

• שכבת בידוד: מפרידה בין המוליך המרכזי למגן, למנוע קצרзаменил текст на иврит, как и было указано в инструкции. Вот перевод: ```html

  מהו כבל קואקסיאלי?

  כבל קואקסיאלי הוא סוג של כבל חשמלי שתוכנן להעברת אותות חשמליים בתדר גבוה עם התנגדות מינימלית. הוא כולל מוליך מרכזי (בדרך כלל נחושת או תיל מצופה נחושת) המוקף בשכבת בידוד צילינדרית, שמכוסה על ידי מגן מוליך. המגן בדרך כלל מורכב משלוש עד ארבע שכבות של אלומיניום או נחושת מעוטרים, לעתים קרובות בשילוב עם פוליאלומיניום לשיפור הביצועים.

  רכיבים עיקריים ובנייה

  • מוליך מרכזי: משמש להעברת האות החשמלי. עשוי מנחושת או חומרים מצופי נחושת עבור מוליכות אופטימלית.

  • שכבת בידוד: מפרידה בין המוליך המרכזי למגן, למנוע קצר לולאה ושימור של שלמות האות.

  • מגן מוליך: בדרך כלל רשת מעוטרת או פוליאלומיניום (או שניהם) שמגינה על האות מהפרעות אלקטרומגנטיות חיצוניות (EMI) ומגנה על האות בתוך הכבל.

  • שכבת חיצונית: שכבה מגינה ובידודה שמצילה את הכבל מפגיעות פיזיות, לחות וגורמים סביבתיים.

  המונח "קואקסיאלי" נובע מהיישר המוליך המרכזי והמגן לאורך אותו ציר גאומטרי, שמאפשר העברת אותות עקבית ופחתת איבוד קרינה.

  wendangku">用途广泛的应用场景

  • 有线电视 (CATV) 和视频分配系统。

  • 射频 (RF) 和微波通信，例如在天线和卫星天线上。

  • 计算机网络（如旧的以太网系统）和工业仪表。

  • 音频和视频设备：连接电视机、游戏机和音响系统的连接器。

  与其它电缆相比的优势

  与未屏蔽电缆（如双绞线）相比，同轴电缆提供：

  • 对电磁干扰 (EMI) 和射频干扰 (RFI) 的更强抵抗能力。

  • 更高的带宽，能够在更长距离上传输高频信号。

  • 稳定的阻抗，确保一致的信号质量。

  类型和变体

  • RG 电缆：标准化类型（如 RG-6, RG-59）用于有线电视和网络，绝缘厚度和屏蔽质量不同。

  • 低损耗同轴电缆：设计用于高功率或长距离 RF 应用，使用较厚的导体和先进的屏蔽技术。

  • 三轴电缆：具有额外的内屏蔽层，适用于极端噪声环境，常见于专业音频和医疗设备。

  

  同轴电缆的工作原理

  当电流通过铜线时，并非所有能量都能完整到达目的地。由于铜的内部电阻，部分能量会以热量的形式损失。电能由电子携带，这些电子在吸收能量后会在能级之间跳跃，从而发出不同频率和波长的电磁辐射。

  同轴电缆的应用

  同轴电缆作为射频 (RF) 信号的传输线。它们将无线电发射机和接收机连接到天线，促进计算机网络中的数据传输，并广泛用于分发电视信号。

  同轴电缆相对于其他传输线的一个关键优势是，在理想的同轴电缆中，携带电信号的电磁场仅限于内外导体之间的空间。这使得电缆可以安装在金属物体附近（例如排水沟），而不会在信号传输过程中显著损失功率——与其他可能泄漏信号到环境中的线路不同。

  电缆中的信号泄漏

  当电磁场或辐射穿透电缆的屏蔽层时，就会发生信号泄漏，可能会向各个方向泄漏。外部信号也可能侵入电缆，造成干扰（称为入侵）。入侵引入噪声并降低信号质量。相反，电缆内的信号可能会泄漏到环境中（称为外泄），导致干扰并降低传输效率。

  为什么同轴电缆高度绝缘？

  家庭用电线绝缘是为了安全并减少能量损失。绝缘提供了高电阻，防止能量泄漏到周围环境。虽然同轴电缆像其他电缆一样可以发射电磁辐射和热量，但其坚固的绝缘层减轻了这些问题。对于单芯电缆，绝缘提供的电气能量泄漏电阻由以下参数表征：

  • 电气绝缘电阻：一个关键参数，确保最小电流泄漏并防止短路或环境干扰。

  同轴电缆仍然是现代电信和电子产品中的关键组件，平衡了信号完整性、耐用性和成本效益，适用于广泛的应用。

  

  • ρ = 导体的电阻率。

  • r₁ = 导体的半径。

  • r₂ = 绝缘体的半径。

  电磁波的普遍存在影响

  在我们的日常生活中，我们不断受到来自各个方向的电磁波的轰击。无数的波——附近的电台广播的无线电波、微波、手机信号、红外辐射等——不断地穿过我们的家。这种无处不在的电磁环境带来了关键挑战：电缆发射的波可能与其他波共享相同的频率或波长，导致干扰。电缆既可能泄漏信号（降低其强度并造成干扰），也可能吸收附近的信号，降低性能。

  例如，当手机处于活动状态、收音机调谐且电视开启时，绝缘不良的同轴电缆很可能会因为过度干扰而淹没音频。同样，将手机靠近收音机通常会触发不必要的噪音，因为这两种设备的电磁场会发生冲突。这突显了绝缘在同轴电缆中的基本作用。

  同轴电缆中绝缘的作用

  同轴电缆经过精心设计，具有坚固的绝缘层，以应对两个核心挑战：

  • 防止信号泄漏（外泄）：绝缘层和屏蔽层共同工作，将电磁场严格限制在内外导体之间的空间内。这种设计最大限度地减少了能量作为热量或辐射信号的损失，确保弱信号（如电视广播或网络数据）保持强且不失真。

  • 阻止外部干扰（入侵）：多层屏蔽（通常是编织金属和箔片的组合）充当屏障，排斥来自收音机、手机塔或其他设备的外部电磁波。这对于保持信号纯度尤为重要，尤其是在充满竞争频率的环境中。

  同轴设计的工程优势

  同轴结构将电场和磁场限制在介电绝缘层（内外导体之间的层）内。这种介电材料因其非导电特性而被特别选择，防止电泄漏和热传递。因此：

  • 弱信号（如医疗传感器或射电望远镜的信号）不受外部噪声的影响。

  • 高功率信号（如工业或广播系统中的信号）不会辐射到附近的结构中，降低了干扰或安全隐患的风险。

  结论

  在一个充满电磁活动的世界中，同轴电缆作为一种可靠的、无干扰的信号传输解决方案脱颖而出。其独特的设计——结合精确的绝缘、接地屏蔽和受限的电磁场——确保它们能够处理从精细的数据流到高能信号的所有内容，而不会妥协。这使它们在需要信号完整性和效率不可妥协的应用中不可或缺，从全球电信到日常家庭娱乐系统。

  ``` 请确认是否需要继续翻译剩余部分。