銅導(dǎo)體由單條銅線或多條銅線組成,分別敘述如下:
硬銅線:經(jīng)伸線冷加工而成,具有較高的抗張強度,適用于架空輸電線、配電線及建筑線之導(dǎo)體.
軟銅線:硬銅線加熱去除冷卻加工所產(chǎn)生之殘余應(yīng)力而成,富柔軟性及彎曲性,并具有較高之導(dǎo)電率,用以制造通信及電力線纜之導(dǎo)體、電氣機械及各種家用電器之導(dǎo)線.
半硬銅線:抗張強度介于硬銅線與軟銅線之間,用于架空線之綁線及收音機之配線.
鍍錫銅線:銅線表面鍍錫以增加焊接性及保護銅導(dǎo)體于PVC或橡膠絕緣押出時不受侵蝕,并防止橡膠絕緣之老化.
平角銅線:斷面為正方形或長方形之銅線,為制造大型變壓器或大型馬達(dá)等感應(yīng)線圈之材料.
無氧銅線:含氧量0.001%以下、純度特高之銅線,銅之含量在99.99%以上,不會受氧脆化,用以制真空管內(nèi)之導(dǎo)線、半導(dǎo)體零件導(dǎo)線及極細(xì)線等.
漆包線:銅線軟化后,表面涂以絕緣漆,經(jīng)加熱烤干而成,一般分為天然樹脂及合成樹脂漆包線.
銅箔絲:以扁平且極薄之銅絲卷繞于纖維絲上的導(dǎo)體。
先絞后鍍線:將未鍍之銅線絞合后,再加以鍍鋁.
銅包鋼:一般用于同軸線作信號的傳輸(如電視機與VCD的連接、戶外電視天線、閉路電視等﹔較硬線具有更高的抗張強度,在高山地帶,跨越河流等須長距離時作為架空線用,依其銅厚度,一般分導(dǎo)電率21%、30%、40%等。
合金銅:由銅和其它導(dǎo)體金屬組成,如銅鎳合金等,用于特殊用途線。
目前常用的導(dǎo)體主要有如下幾種:
鍍錫銅線,英文縮寫為TC﹔
裸銅線,英文縮寫為BC﹔
鍍銀銅線,英文縮寫為SC﹔
鍍銀銅包鋼,英文縮寫為SCCS
銅包鋼,英文縮寫為CP.
銅絲性能區(qū)分概述
按電阻率(長為1m,截面積為1mm2的材料電阻值大小)劃分,一般情況下我們將材料分為三類:
導(dǎo) 體:電阻率在102Ω·mm2/m以下
半導(dǎo)體:電阻率為103~108Ω·mm2/m﹔
絕緣體:電阻率為108Ω·mm2/m以上。
目前常用的金屬導(dǎo)體有金、銀、銅等(如下表),考慮到導(dǎo)體的價格和導(dǎo)電性能,最常用的為銅導(dǎo)體。導(dǎo)電系數(shù)以銅為標(biāo)準(zhǔn)(100%),各導(dǎo)體比較如下表:
由上表可知,銅的導(dǎo)電率較佳,適用性能廣,成本較低,還可在其表面鍍錫,利于焊接,并有抗氧化作用(指與空氣中氧氣結(jié)合氧化.
銅絲各種性能介紹
導(dǎo)體電阻— 導(dǎo)體之電阻與其長度成正比與其截面積成反比 。
導(dǎo)電率—以20℃時長度為1m、截面積為1mm2之標(biāo)準(zhǔn)軟銅線之電阻1/58ohm(0.017241 ohm)為基準(zhǔn),稱為100%導(dǎo)電率。電阻愈大,則導(dǎo)電率愈低,兩者成反比例。
耐彎折性—單線之一端固定,另一端加上重量使垂直向下,然后來回180地彎折,直至線斷為止,彎折次數(shù)愈多,表示耐彎折性愈強。
拉斷力—抗張試驗時,施于試樣而使其斷裂之最大負(fù)荷重量或力。
抗張強度—抗張試驗時,使得試樣斷裂,單位面積承受的拉斷力。
伸長率— 于規(guī)定之標(biāo)準(zhǔn)距離,試樣經(jīng)伸長至斷裂后所增加之長度與原來長度之比率。
導(dǎo)體在溫度不同時會有不同的阻抗,一般常以20℃或25℃時為標(biāo)準(zhǔn),溫度愈高,阻抗會愈大.
銅絲重要高頻參數(shù)介紹
高頻電流流過導(dǎo)體時,電流會趨向于導(dǎo)體表面分布,越接近導(dǎo)體表面電流密度越大。這種現(xiàn)象就是趨膚效應(yīng)。頻率越高,電流就越集中在導(dǎo)體表面,可以想象,當(dāng)頻率足夠高時,電流幾乎只分布在導(dǎo)體表面上薄薄的一層,導(dǎo)體內(nèi)部幾乎沒有電流
對于像銅這樣的良導(dǎo)體,電導(dǎo)率極高,所以隨著頻率升高,很快就表現(xiàn)出明顯的趨膚效應(yīng),一般6MHz多一點趨膚深度近似1mil,大概在55MHz左右的時候趨膚深度約0.35mil,1GHz時約0.1mil,趨膚效應(yīng)必然對高速信號產(chǎn)生很大影響。如下圖放大以后看,銅的表面并不像看起來那么光滑,趨膚效應(yīng)導(dǎo)致信號損耗增加。
銅絲重要物理參數(shù)介紹
UL導(dǎo)體的要求
銅線導(dǎo)體的組成種類繁多,如7/0.05mm,7/0.06mm,7/0.08mm,19/0.08mm等等,那么這些組成如何區(qū)分,如何確定是什么規(guī)格,如何判定符不符合UL標(biāo)準(zhǔn)呢?導(dǎo)體組成因需要的不同而多種多樣,如果沒有一個統(tǒng)一的判定標(biāo)準(zhǔn),將很令人頭疼。在UL758里就專門有對導(dǎo)體的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的詳述,它的標(biāo)準(zhǔn)為AWG,就是American Wire Guage,中文意思是“美國線材規(guī)格”,也就是我公司所參照的標(biāo)準(zhǔn)。它把導(dǎo)體分為單銅(單條銅導(dǎo)體)和絞銅(多條銅導(dǎo)體絞合成的銅導(dǎo)體),單銅根據(jù)直徑大小劃分規(guī)格﹔絞銅根據(jù)截面積大小劃分規(guī)格,如下表所示,具體可以參照UL758里面列表的詳述.
單位換算
單銅導(dǎo)體可通過用千分尺或者螺旋測微表直接測量直徑,對照標(biāo)準(zhǔn)確定規(guī)格即可﹔絞銅導(dǎo)體不能直接測量,而要通過計算截面積來確定規(guī)格。UL 758導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)里有用mil(密爾)和 cmil(圓密爾)作單位,所以先要懂得它們和國際單位(公制單位)的換算。mil(密爾)是長度單位,cmil(圓密爾)是面積單位。
1inch = 25.4mm= 1000 mil;1mm =39.37mil;
1inch2= 106cmil;1mm2= 39.372cmil = 1550 cmil
截面積的計算
UL758對導(dǎo)體截面積的計算,和我們以前學(xué)習(xí)到的計算圓的面積不一樣,
假設(shè): A 為截面積,單位為cmil或mm2﹔d為絞銅組成中單根銅線的直徑,單位為mil或mm﹔n為絞銅導(dǎo)體由單根直徑為d組成的條數(shù)﹔則其截面積為
A = 0.7854*nd2
這里需特別指出:上面的計算公式只適用于確定導(dǎo)體規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)時截面積的計算,不能用于其它面積計算!
舉例:請計算導(dǎo)體7/36AWG = 7/0.127mm(36AWG Solid = 0.127 mm)是屬于什么規(guī)格的.
解:n = 7, d = 0.127*39.37mil, 則
A = 0.7854*n*d2=7*(0.127*39.37)2= 174.9993cmil
對照表UL758導(dǎo)體規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)可知,它屬于28AWG的導(dǎo)體.
導(dǎo)體的絞距
絞銅導(dǎo)體的絞距在UL758里也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)絞銅導(dǎo)體的規(guī)格大小,規(guī)定了它們的最大絞距,具體如下表:
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