کابل؛ ساختار، کیفیت، قیمت
در دنیای امروز برای توزیع جریان برق، بخصوص انتقال جریان برق فشار ضعیف از کابل‌ها استفاده می‌کنند. باید در نظر داشته باشید که در برخی مواقع برای انتقال جریان برق فشار قوی و متوسط نیز از کابل‌ها استفاده می‌کنند (کابل‌های مخصوص در این مورد استفاده می‌شود).
بیش‌ترین کاربرد این محصول در تاسیسات الکتریکی است. کابل‌های تولیدی در کارخانه‌ها هم برای مصارف عمومی و هم برای مصارف خصوصی تولید می‌شوند. در یک تعریف کلی می‌توانیم بگوییم کابل از چندین سیم هادی الکتریکی تشکیل شده و در یک غلاف (به عنوان محافظ عمل کرده و وظیفه‌ی عبور جریان برق را دارد) قرار دارند.
در این مطلب به بررسی ساختمان کابل، کیفیت کابل براساس ضخامت و طول و علت گرانی کابل‌های ضخیم می‌پردازیم.
ساختمان کابل‌ها
کابل‌های تولیدی هر یک برای کاربردهای مختلفی ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند و شکل‌های مختلفی از هر یک در بازار موجود می باشد. هر یک ساختار مخصوص به خود را دارند. برای مثال کابل‌های مورد استفاده درصنایع برق با کابل‌های به کار رفته شده در مخابرات کاملا متفاوت هستند.
کابل ها دارای اجزای بسیار متنوعی هستند و ساختار پیچیده ای دارند
همچنین قیمت آنها نیز بر اساس معیارهای مختلفی تعیین می‌شود قیمت کابل افشان با معیار متفاوتی نسبت به کابل کواکسیال تعیین می‌شود. در یک دید کلی می‌توان اینگونه بیان کرد که دو بخش اصلی این محصول هادی و عایق می‌باشد. کاربرد مختلف این محصول سبب شده تا کابل‌های تولیدی از نظر سطح مقطع هادی‌ها، عایق‌ها، جنس و شکل با یکدیگر تفاوت‌هایی داشته باشند.
هادی
هادی‌ها که اغلب از مس ساخته می‌شوند، به دلیل خاصیت انعطاف‌پذیری بالای خود برای انتقال جریان الکتریکی بسیار مناسب هستند. انتخاب سطح مقطع و شکل هادی‌ها بر اساس نوع کاربرد کابل و میزان جریان عبوری انجام می‌شود. وظیفه اصلی هادی، انتقال جریان برق است و در دو نوع مسی و آلومینیومی تولید می‌شود، البته مس به دلیل هدایت الکتریکی بهتر، کاربرد بیشتری دارد. برای مثال، برای انتقال ۱۰۰ آمپر جریان، کابل آلومینیومی به سطح مقطعی تقریباً ۱.۶ برابر مس نیاز دارد. هادی‌ها می‌توانند به صورت دایره‌ای یا مثلثی باشند و این اشکال به دو نوع تک‌رشته‌ای (re و se) و چندرشته‌ای (rm و sm) تقسیم می‌شوند.
نیمه هادی
نیمه‌هادی‌ها برای یکنواخت‌سازی میدان الکتریکی اطراف هادی‌ها استفاده می‌شوند و در تمامی کابل‌ها حضور ندارند، بلکه بیشتر در کابل‌های فشار قوی کاربرد دارند. این لایه‌ها نقش مهمی در کنترل و کاهش ناهنجاری‌های میدان الکتریکی دارند و معمولاً بر روی هادی و عایق کابل قرار می‌گیرند. یکی از کابل‌هایی که دارای نیمه‌هادی قوی است، کابل کواکسیال می‌باشد، که برای انتقال سیگنال‌ها با کمترین افت استفاده می‌شود. این کابل‌ها به دلیل داشتن نیمه‌هادی‌ها، مناسب انتقال داده‌ها و جریان‌های الکتریکی خاص هستند.
عایق
عایق کابل‌ها اغلب از جنس پلاستیک، به‌ویژه PVC (پلی‌وینیل کلراید) است. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و خاصیت عایق‌کاری خوب، در بسیاری از کابل‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر پلاستیک، از موادی همچون کاغذ و ترکیبات شیمیایی دیگر نیز به‌عنوان عایق استفاده می‌شود. انتخاب نوع عایق بسته به کاربرد کابل و شرایط محیطی متغیر است. مثلاً در محیط‌های صنعتی یا خارجی که کابل‌ها با دما یا فشار مکانیکی بالا مواجه‌اند، عایق‌هایی با خواص مکانیکی و الکتریکی خاص موردنیاز هستند. پس از لایه عایق، لایه نیمه‌هادی دوم و سپس کاغذ گرافیتی قرار می‌گیرد که به پایداری بیشتر کمک می‌کنند.
شیلد
غلاف آلومینیوم
غلاف آلومینیوم به عنوان یک پوشش حفاظتی در کابل‌ها عمل می‌کند و وظیفه‌ی آن محافظت از لایه‌های داخلی کابل در برابر آسیب‌های مکانیکی است. این غلاف، به ویژه در شرایطی که کابل در معرض فشار، ضربه یا سایر آسیب‌های فیزیکی قرار دارد، اهمیت زیادی دارد. با استفاده از غلاف آلومینیومی، کابل‌ها می‌توانند مقاومت بیشتری در برابر عوامل محیطی و آسیب‌های مکانیکی داشته باشند، که در نتیجه عمر مفید آنها افزایش می‌یابد. این ویژگی به ویژه در کاربردهای صنعتی و محیط‌های دشوار که کابل‌ها تحت فشار و تنش قرار می‌گیرند، بسیار ارزشمند است.
کیفیت کابل‌ها بر اساس ضخامت
برای درک اهمیت ضخامت کابل‌ها، می‌توانیم به مثال‌های ساده‌ای اشاره کنیم. فرض کنید شلنگ آبی را در نظر بگیرید؛ با افزایش قطر شلنگ، میزان آب عبوری از آن نیز افزایش می‌یابد و به دلیل بزرگ‌تر شدن قطر، احتمال ترکیدگی شلنگ کاهش می‌یابد. همچنین، اگر به تعداد لاین‌های یک اتوبان نگاه کنیم، هر چه تعداد لاین‌ها بیشتر باشد، ترافیک ایجاد شده کمتر خواهد بود.
این مفهوم به جریان برق نیز تعمیم‌پذیر است. همان‌طور که می‌دانید جریان الکتریکی از میلیون‌ها الکترون تشکیل شده و با افزایش جریان، تعداد الکترون‌ها نیز به طور مستقیم افزایش می‌یابد. بنابراین، هر چه قطر کابل بزرگ‌تر باشد، مقدار الکترون (جریان الکتریکی) عبوری از آن نیز بیشتر خواهد بود. این امر به کاهش مقاومت سیم در برابر جریان منجر می‌شود.
این نکته به ویژه در مورد کابل‌های برق صادق است. ممکن است متوجه شده باشید که در برخی مواقع کابل برق داغ می‌شود؛ این اتفاق معمولاً در کابل‌های نازک‌تر بیشتر مشاهده می‌شود. وقتی سطح مقطع سیم نتواند به خوبی پاسخگوی میزان جریان الکتریکی باشد، به دلیل مقاومتی که کابل در برابر جریان از خود نشان می‌دهد، گرم می‌شود.
کیفیت کابل بر اساس طول
فلز مس، به عنوان یکی از متداول‌ترین هادی‌های الکتریکی، هرچند که دارای رسانایی بالایی است، نمی‌توان آن را به‌عنوان یک رسانای صددرصدی در نظر گرفت. به همین دلیل، مس در برابر جریان الکتریکی عبوری از خود، مقداری مقاومت نشان می‌دهد، هرچند که این مقاومت معمولاً ناچیز است.
یکی از عوامل مهمی که باید در طراحی و انتخاب کابل‌ها مد نظر قرار گیرد، تأثیر طول کابل بر کیفیت و مقاومت آن است. با افزایش طول کابل، مقاومت آن در برابر جریان الکتریکی نیز افزایش می‌یابد.
برای درک بهتر این مفهوم، فرض کنید کابلی داریم که طول آن یک متر است. اگر هر ۲۰ سانت از این کابل دارای مقاومتی برابر با ۴ اهم باشد، در مجموع مقاومت آن برابر با ۲۰ اهم خواهد بود. حال اگر همان کابل به دو متر افزایش یابد و هر ۲۰ سانت آن همچنان ۴ اهم مقاومت داشته باشد، مقاومت کلی این کابل ۲ متری به ۴۰ اهم خواهد رسید. این مثال به‌وضوح نشان می‌دهد که طول کابل و میزان مقاومت آن رابطه‌ی مستقیمی دارند.
از جمله کابل‌هایی که به دلیل طراحی و کیفیت ساخت، مقاومت بالایی دارند، می‌توان به کابل شبکه اشاره کرد.
علت گرانی کابل‌های ضخیم
در این بخش به بررسی عواملی می‌پردازیم که موجب می‌شود قیمت کابل‌های ضخیم نسبت به کابل‌های نازک‌تر بیشتر باشد.
- استفاده از مواد اولیه بیشتر: یکی از اصلی‌ترین دلایل افزایش قیمت کابل‌های ضخیم، استفاده از مقدار بیشتری مس در تولید آن‌هاست. مس به عنوان هادی الکتریکی، ماده‌ای گران‌قیمت است و بنابراین هرچه میزان استفاده از آن در کابل بیشتر باشد، هزینه تولید نیز افزایش می‌یابد. علاوه بر این، کابل‌های ضخیم نیاز به روکش بیشتری دارند که خود عامل دیگری در افزایش قیمت است.
- کاهش احتمال سوختگی: در سیستم‌های آنالوگ، اگر کابل‌های ضخیم‌تری استفاده شود، احتمال سوختگی و آسیب دیدن آنها کمتر خواهد بود. این امر به دلیل ظرفیت بالاتر کابل‌های ضخیم در انتقال جریان الکتریکی و تحمل دماهای بالا است. بنابراین، هزینه‌ای که برای کابل‌های ضخیم‌تر پرداخت می‌شود، به نوعی به کاهش ریسک خرابی در سیستم‌ها مربوط می‌شود.
- کیفیت کانکتورها: کابل‌های نازک‌تر معمولاً دارای کانکتورهای ضعیف‌تری هستند، زیرا میزان مس به کار رفته در آنها کمتر است. به همین دلیل، کابل‌های ضخیم‌تر به دلیل استفاده از مواد با کیفیت بالا و قابلیت‌های بیشتر، قیمت بیشتری دارند.
در مجموع، کابل‌های ضخیم به دلیل ساختار، کیفیت مواد اولیه و عملکرد بهتر در برابر فشار و دما، هزینه بالاتری نسبت به کابل‌های نازک‌تر دارند. اگر شما هم اطلاعات بیشتری در این زمینه دارید، خوشحال می‌شویم که نظرات و تجربیات خود را از طریق کامنت با ما و دیگر دوستان به اشتراک بگذارید.