خصائص الأسلاك المعدنية وانواعها

ما هو السلك المعدني

اليوم ، بسبب التقدم التكنولوجي ، يعمل كل شيء تقريبا بالكهرباء، سواء في الداخل أو في الهواء الطلق ، نحتاج إلى توفير كهرباء غير منقطعة يتم تحقيقها باستخدام النوع المناسب من الأسلاك و الكابلات، لا يستخدم قطاع الكهرباء فقط الكابلات و الأسلاك لنقل الطاقة و توزيعها إلى منازلنا و صناعاتنا ، بل يعتمد قطاع الاتصالات أيضًا على أنواع مختلفة من الكابلات لنقل البيانات دون انقطاع، بالاضافة الى

التشكيل المباشر بالأسلاك المعدنية

يتكون السلك من موصل كهربائي واحد ، و عادة ما تكون الكابلات مرنة للغاية و دائرية في المقطع العرضي ، مصنوعة من معادن و سبائك مختلفة ، بما في ذلك الحديد و الصلب و النحاس و البرونز و الألمنيوم و الزنك و الذهب و الفضة و البلاتين، جميع العمليات المستخدمة هي نفسها في الأساس.[1]

خصائص الأسلاك المعدنية

صلابة السلك

• تشير الصلابة إلى السهولة التي يمكن بها تشكيل السلك أو تسجيله أو ثقبه
• تؤثر الصلابة على المظهر النهائي أو خفة مشروع الأسلاك و يمكن أن تؤثر على جودة عرض السلك.
• إذا كنت تستخدم النحاس أو الألمنيوم ، فأنت تعمل بالمعادن اللينة ، بينما الحديد صلب.

ليونة السلك

• تشير اللدونة إلى قدرة المعدن على التحول إلى عرض من السلك.
• تصنع الأسلاك الدقيقة من أكثر المعادن لينا
• بينما تنتج المعادن الأقل قابلية للليونة أسلاكًا أكثر سمكًا.

ترتيب الليونة هو (من الأعلى إلى الأدنى):

1. الذهب
2. الفضة
3. البلاتين
4. الحديد
5. النحاس
6. الألومنيوم
7. الزنك

مرونة السلك

• المرونة تشير إلى قدرة المعدن على أن يكون مسطحًا دون أن ينكسر أو ينقسم.
• غالبًا ما يكون هذا جانبًا مهمًا جدًا من العمل السلكي!

يكون ترتيب المرونة على النحو التالي (من الأكثر مرونة إلى الأقل):

1. الذهب (قابل للطرق ليتحول إلى رقائق وصفائح كيك ذهبية)
2. الفضة
3. الألومنيوم
4. النحاس
5. البلاتين
6. الزنك
7. الحديد

قوة شد السلك

• تشير قوة الشد إلى مقدار الشد الذي يمكن أن يتحمله الكابل عند سحبه من أي من الطرفين.
• قد يكون هذا مهمًا لتغطية مشاريع المجوهرات أو النحت التي تتطلب موازنة أو تعليق عناصر معينة.
• النحاس لديه قوة شد ممتازة.

شكل السلك

• عند شراء الكابل الخاص بك ، يمكن أن يأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال الممكنة مثل دائري وشبه دائري ومربع ومسطح أيضًا
• ستحتاج إلى التعرف على مقاييس الأسلاك المختلفة المتاحة.
• يعتمد سمك السلك الذي تختاره على المشاريع التي تقوم بإنشائها.

التوصيل

• المعادن موصلات جيدة جدا للحرارة والكهرباء.
• جنبًا إلى جنب مع حقيقة أنه مرن ، يجعله مثاليًا للأسلاك الكهربائية.

سعة السلك

• يتم تحديد سعة الحمل الحالية لكابل معين من خلال “أمبير” ، و عدد الأمبيرات التي يمكنه التعامل معها.
• السعة هي دالة لمنطقة المقطع العرضي أو قطر السلك ونوع المادة.
• تحتوي الكابلات ذات القطر الأكبر على مناطق مستعرضة أكبر ويمكنها حمل المزيد من التيار الكهربائي بأمان دون ارتفاع درجة الحرارة.
• يتم الإبلاغ عن السعة القصوى لأنواع مختلفة من الكابلات في الرموز الكهربائية المستخدمة في جميع أنحاء الصناعة.
• تعتمد السعة على حجم السلك ونوع العزل المحدد للسلك المعين.
• نوع العزل مهم لأن بعض المواد العازلة تبدد الحرارة بشكل أفضل من غيرها.

نوع العزل

يخدم العزل حول السلك غرضين:

1. لتجنب ملامسة الموصلات الأخرى والأرض وغيرها من الأشياء الموصلة
2. و لحماية الكابل من التلف المادي

• يحدد نوع العزل البيئة التي يمكن استخدامه فيها بأمان.
• الكابلات المستخدمة في الداخل أقل تعرضًا للعناصر من تلك المصممة للاستخدام الخارجي.
• تتعرض الكابلات الخارجية للماء والأشعة فوق البنفسجية ، لذلك فإن العزل مصمم لتحمل هذه العناصر.
• يجب أن يكون عزل الكابلات المدفونة في الأرض قادرًا أيضًا على تحمل بيئة التربة الرطبة والمسببة للتآكل.
• تحتوي معظم الكابلات الكهربائية اليوم على أغلفة عازلة من البلاستيك أو البلاستيك الحراري توفر عمر خدمة طويلاً.
• تستخدم العديد من الكابلات القديمة مادة عازلة من القماش.
• كان المطاط شائعًا أيضًا ، لكنه لم يعد يستخدم كثيرًا لأنه يصبح هشًا ويتدهور بمرور الوقت.
• يعطي الكود للكهرباء تسميات مختلفة وتصنيفات حروف لأنواع مختلفة من العزل في الكابلات الكهربائية.
• تساعد تسميات الحروف هذه في تحديد نوع المادة التي يتكون منها العزل ونوع البيئة التي يمكن استخدامها بأمان دون تدهور.

حجم السلك

يشار إلى مقاييس الكابلات الكهربائية من خلال نظامين مختلفين:

1. نظام قياس الأسلاك الأمريكي (AWG)
2. ونظام ألف مطحنة دائرية (KCMIL) ، والتي كانت تعرف حتى وقت قريب باسم (MCM).

يحدد كلا النظامين حجم الكابل بناءً على قطره أو منطقة المقطع العرضي ، ويستخدم نظام قياس الأسلاك الأمريكي للإشارة إلى الأسلاك الصغيرة نسبيًا.

1. AWG: في نظام American Wire Gauge أو “AWG” ، كلما كان السلك أصغر ، زاد عدد السلك، أصغر AWG هو 40 ويبدو وكأنه سلك معدني، عادةً ما تكون أسلاك التمديد الكهربائية الشائعة في الأضواء من 18 أسلاك قياس، أصغر مقياس مسموح به لدوائر وأوعية الإضاءة في المنزل هو 14 سلكًا، تصبح أحجام المقياس أصغر مع الزيادات المقابلة في قطر السلك حتى 0 مقياس،في هذه المرحلة ، صنفت الصناعة الحجم الأكبر التالي على أنه صفر مزدوج ، يشار إليه عادة بـ 2 should. يجب أن يكون حجم AWG التالي الأكبر من 2 ثلاثي أو 3، أربعة هي أكبر تسمية لحجم سلك AWG، يتم تحديد الأسلاك الأكبر من هذا الحجم بواسطة نظام Thousand Circular Mill أو أحجام “KCMIL”.
2. KCMIL: يجب أن تتلقى جميع أحجام الأسلاك الأكبر من 4 AWG أحجامًا من KCMIL، حجم سلك KCMIL هو نفس مساحة المقطع العرضي في آلاف المطاحن الدائرية، المطحنة الدائرية هي مساحة الدائرة التي يبلغ قطرها ألف جزء (0.001) من البوصة، لاحظ أن أحجام الأسلاك في نظام KCMIL تزداد مع زيادة الأرقام ، وهو عكس نظام AWG تمامًا.
3. الصلبة مقابل الموصلة: الكابلات الكهربائية موصلات صلبة أو مجدولة، الموصلات الصلبة هي بالضبط سلك صلب، تتكون الموصلات المجدولة من أسلاك مصنوعة من عدة أسلاك صغيرة، يعتمد الاختيار بين صلب أو مجدول على الحاجة إلى المرونة في التعامل مع الكابل والعمل معه، تصنع أحجام الأسلاك الكهربائية الأصغر عمومًا من موصلات صلبة ، بينما الأسلاك الأكبر من رقم 6 AWG موصلة بشكل عام، تعادل مساحة المقطع العرضي أو حجم المليمتر للموصل الملولب مساحة الموصل الصلب بنفس حجم الكابل المحدد، هذا يعني أنه عند النظر إلى السلك المجدول n. 10 أو السلك الصلب ، سيبدو السلك المجدول رقم 10 أكبر بقليل في القطر ، ولكن سيكون له نفس مساحة المقطع العرضي مثل المادة الموصلة مثل السلك الصلب.

نوع السلك

• في الأيام الأولى ، كان من الضروري توصيل الأسلاك الفردية من الصندوق الرئيسي بكل موقع يحتاجون إليه.
• اليوم ، لدينا كابلات سلكية معبأة لكل حاجة سكنية أو تجارية يمكن تصورها.
• أصبح من الممكن الآن توصيل الأسلاك بالمنزل بأكمله باستخدام ما يسمى بالأسلاك ، وهي عبارة عن سلكين أو ثلاثة أسلاك معزولة بشكل فردي داخل حزمة عزل أخرى ، وعادة ما تكون مصنوعة من البلاستيك غير المكلف.
• يمكن أن تكون الكابلات صلبة أو مجدولة.
• يسمح هذا للكهربائي بتشغيل سلك واحد يحتوي على جميع الأسلاك اللازمة لدائرة معينة في حزمة واحدة.
• تم تصميم العبوة الخارجية فقط لتثبيت الكابلات معًا وليس من المفترض أن تتشابك بمجرد تثبيتها.
• الأوتار مثل الكابلات ، باستثناء أن الكابلات مصنوعة دائمًا من موصلات مجدولة ومصممة للانحناء والانحناء
• . تم تصميم الكابلات للاستخدام في أدوات الطاقة القابلة للفصل أو المعدات الثابتة الكبيرة أو كبلات طاقة الكمبيوتر.
• تحدد بيئة التشغيل أحجام الكابلات والغلاف الخارجي الواقي.[2]

انواع الأسلاك المعدنية ومميزاتها

الصلب

• يتكون السلك الصلب ، المعروف أيضًا باسم سلك صلب أو سلك مفرد ، من قطعة واحدة من الأسلاك المعدنية
• وعادة ما تكون محاطة بغلاف واقي
• غالبًا ما يستخدم في الأسلاك الدائرية، تصنيعها أقل تكلفة من الأسلاك المضفرة
• السلك الصلب أقل عرضة للتآكل لأن سطحه أقل عرضة للبيئة.
• تستخدم عند الحاجة إلى كبل أقل مرونة ، كما هو الحال في البنية التحتية للمباني ، وأدوات التحكم في السيارة ، والتطبيقات الخارجية.

الفتيل

• يتمتع سلك المصهر بمقاومة منخفضة للسماح للتيار العادي بالمرور عبره بأمان ، ولكن إذا تسببت دائرة كهربائية قصيرة في مرور تيار جهد أعلى ، فإن سلك المصهر لا يمكنه تحمل الحرارة ، لذلك يذوب ويقطع دائرة.
• يحمي هذا الكسر الأجهزة الكهربائية الأخرى من تيار الدائرة القصيرة.
• السلك القابل للانصهار هو سلك صلب مصنوع من سبيكة ذات نقطة انصهار منخفضة.

المغناطيسي

• السلك المغناطيسي ، المعروف أيضًا باسم السلك المطلي بالمينا ، هو سلك صلب
• عادة ما يكون مصنوعًا من النحاس ، ومعزول بطبقة رقيقة جدًا ، بدلاً من البلاستيك السميك أو أي مادة عازلة أخرى
• شائع الاستخدام في الكابلات الكهربائية ، للسماح بتغليفها بشدة ضيق.
• تستخدم هذه الملفات الضيقة في تطبيقات مثل المحاثات والمحولات والمحركات والمغناطيسات الكهربائية وسماعات الرأس

سلك Litz

• سلك Litz هو نوع من الأسلاك المجدولة المستخدمة في الإلكترونيات لنقل التيار المتردد (AC) عند ترددات الراديو.
• وهي مكونة من عدة خيوط رفيعة من الأسلاك ، معزولة بشكل فردي وملفوفة معًا ، وغالبًا ما تشتمل على طبقات متعددة.
• يستخدم سلك Litz لأجهزة الإرسال والاستقبال الراديوية التي تعمل بترددات منخفضة ، ومعدات التسخين بالحث ، وتبديل إمدادات الطاقة.
• اسم “ليتز” مشتق من الكلمة الألمانية “ليتزندراهت” للسلك المجدول / الملتوي أو المنسوج.

الزرج

• كبل Zerg هو نوع من الكابلات الكهربائية الأكثر مقاومة للتعب المعدني من الكابلات الصلبة أو أنواع أخرى من الكابلات المجدولة.
• يتم استخدامه للتطبيقات التي تتطلب مرونة ميكانيكية عالية ولكن قدرات حمل منخفضة التيار ، مثل كابلات الهاتف وسماعات الرأس والأجهزة الصغيرة.
• يتكون من عدة خيوط من رقائق معدنية رفيعة ملفوفة حول نايلون مرن أو نواة نسيج.
• عادة ، يتم طلاء العديد من الأسلاك بهرج بطبقة عازلة لتشكيل موصل واحد.
• تشكل العديد من الموصلات سلكًا على شكل كبل دائري أو مسطح.

المجدول

• يتكون السلك المجدول من عدة خيوط صغيرة من الأسلاك ملتوية معًا، مثل الكابلات المجدولة
• تعتبر الكابلات المجدولة موصلات أفضل من الكابلات الصلبة.
• لا ينكسر بسهولة عند الانحناء.
• غالبًا ما يتم استخدام الأسلاك المجدولة كدرع كهرومغناطيسي في كابلات تقليل الضوضاء.[3]