Сопротивление кабеля: Расчет сопротивления провода по сечению, диаметру, длине

Содержание

Расчет сопротивления провода по сечению, диаметру, длине

В своей работе электрик часто сталкивается с вычислением различных величин и преобразований. Так для корректного подбора кабеля приходится подбирать нужное сечение. Логика выбора сечения основана на зависимости сопротивления от длины линии и площади сечения проводника. В этой статье мы рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления провода по его геометрическим размерам.

Формула для расчета

Любые вычисления начинаются с формулы. Основной формулой для расчета сопротивления проводника является:

R=(ρ*l)/S

Где R – сопротивление в Омах, ρ – удельное сопротивление, l – длина в м, S – площадь поперечного сечения провода в мм2.

Эта формула подходит для расчета сопротивления провода по сечению и длине. Из неё следует, что в зависимости от длины изменяется сопротивление, чем длиннее – тем больше. И от площади сечения – наоборот, чем толще провод (большое сечение), тем меньше сопротивление.

Однако непонятной остаётся величина, обозначенная буквой ρ (Ро).

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление – это табличная величина, для каждого металла она своя. Она нужна для расчета и зависит от кристаллической решетки металла и структуры атомов.

 

Из таблицы видно, что самое меньшее сопротивление у серебра, для медного кабеля оно равняется 0,017 Ом*мм2/м. Такая размерность говорит нам, сколько приходится Ом при сечении в 1 миллиметр квадратный и длине в 1 метр.

Кстати, серебряное покрытие используется в контактах коммутационных аппаратов, автоматических выключателей, реле и прочего. Это снижает переходное контактное сопротивление, повышает срок службы и уменьшает нагрев контактов. При этом в контактах измерительной и точной аппаратуры используют позолоченные контакты из-за того, что они слабо окисляются или вообще не окисляются.

У алюминия, который часто использовался в электропроводке раньше, сопротивление в 1,8 раза больше чем у меди, равняется 2,82*10-8 Ом*мм2/м. Чем больше сопротивление проводника, тем сильнее он греется. Поэтому при одинаковом сечении алюминиевый кабель может передать меньший ток, чем медный, это и стало основной причиной почему все современные электрики используют медную электропроводку. У нихрома, который используется в нагревательных приборах оно в 100 раз больше чем у меди 1,1*10

-6 Ом*мм2/м.

Расчет по диаметру

На практике часто бывает так, что площадь поперечного сечения жилы не известна. Без этого значения ничего рассчитать не получится. Чтобы узнать её, нужно измерить диаметр. Если жила тонка, можно взять гвоздь или любой другой стержень, намотать на него 10 витков провода, обычной линейкой измерить длину получившейся спирали и разделить на 10, так вы узнаете диаметр.

Ну, или просто замерить штангенциркулем. Расчет сечения выполняется по формуле:

 

Обязательны ли расчеты?

Как мы уже сказали, сечение провода выбирают исходя из предполагаемого тока и сопротивления металла, из которого изготовлены жилы.

Логика выбора заключается в следующем: сечение подбирают таким способом, чтобы сопротивление при заданной длине не приводило к значительным просадкам напряжения. Чтобы не проводить ряд расчетов, для коротких линий (до 10-20 метров) есть достаточно точные таблицы:

В этой таблице указаны типовые значения сечения медных и алюминиевых жил и номинальные токи через них. Для удобства указана мощность нагрузки, которую выдержит эта линия. Обратите внимание на разницу в токах и мощности при напряжении 380В, естественно, что это предполагается трёхфазная электросеть.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором подробно рассказывается, как рассчитать сечение проводника, а также предоставлены примеры расчетных работ:

Расчет сопротивления провода сводится к использованию пары формул, при этом вы можете скачать готовые калькуляторы из Плэй Маркета для своего смартфона, например, «Electrodroid» или «Мобильный электрик». Эти знания пригодятся для расчетов нагревательных приборов, кабельных линий, предохранителей и даже популярных на сегодняшний день спиралей для электронных сигарет.

Материалы по теме:

Волновое сопротивление — Delta

Группа продуктов


Язык:
БългарскиČeskýDanskDeutschEestiΕλληνικάEnglishEspañolFrançaisItalianoLatviešu Lietuvių MagyarNederlandsNorskPolskiPortuguêsPусскийRomânăSlovenskiSlovenskýSuomiSvenska

Валюта:
1 AUD — 2.7805 PLN1 BGN — 2.2677 PLN1 CAD — 3.0886 PLN1 CHF — 4.2676 PLN1 CZK — 0.1824 PLN1 DKK — 0.5961 PLN1 EUR — 4.4354 PLN1 GBP — 5.3163 PLN100 HUF — 1.2425 PLN1 NOK — 0.4451 PLN1 PLN — 1.0000 PLN1 SEK — 0.4229 PLN1 USD — 3.9794 PLN

Меню




Рекомендованная статья

Диапазон передачи мощности

Бюллетень E-mail


TopТехнический словарьВолновое сопротивление

Одним из многих параметров, касающихся коаксиального кабеля, есть его волновое сопротивление. Это своего рода электрическое сопротивление, выраженное в омах (Ом). Комплексная импеданса описывает отношение напряжения к силе тока в любой точке кабеля, когда нет никаких отражений, а кабель находится в состоянии полной регулировки. Это означает, что волновое сопротивление кабеля должно быть равно сопротивлению выхода передатчика и входа приемника. Не менее важно приспособление разъемов, которые также выступают в разных волновых сопротивлекниях.

 

Имеются коаксиальные кабели, имеющие разное волновое сопротивление для различных применений. Ниже приводится краткое описание кабелей для наиболее распространенных значений, т.есть 75 Ом и 50 Ом. Все другие имеют более специализиронное применение (например, зонд измерительных приборов) и не очень часто встречаются.

 

Коаксиальные кабели с сопротивлением 75 Ω – используются в основном в телевизионных технологиях, в т. ч. в системах видеонаблюдения. Используются в качестве кабелей антенны для всех систем приема телевидения. Популярные коаксиальные кабели с волновым сопротивлением 75 Ω, это RG-6/U или TRISET-113, доступные в предложении компании Delta.

 

Коаксиальные кабели с сопротивлением 50 Ω – используются в области техники радиосвязи (напр. СВ-радио) или в передаче данных по радио (например WLAN 2,4 ГГц). Коаксиальные кабели с сопротивлением 50 Ω также были использованы в компьютерных сетях, теперь заменены на кабели типа UTP и FTP, известные как витая пара. Примером коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ω есть TRI-LAN-240, также доступный в предложении компании Delta.

 

Сопротивление кабеля сильно зависит от внутреннегодиаметра проводника и проницаемости диэлектрической изоляции. В связи с общепринятыми стандартами, диаметр кабелей должен быть определенных размеров, и, следовательно, соответствующее сопротивление кабеля может быть достигнуто, используя диэлектрик соответствующей проницаемости, например, вспеняя его структуру или используя диэлектрик с другого материала.

 

Как уже упоминалось,так же важно использовать соответствующие разъемы, устанавливаемые на коаксиальный кабель (напр. вилки или розетки BNC), которые также выступают в версиях с сопротивлением 50 Ω или 75 Ω. Это позволяет избежать отражений волны в кабле и тем самым искажений передаваемого сигнала.

 

Два слова об измерении импеданса

 

Вы должны признать, что слово «импеданс» попахивает тайной.

 

Производители коаксиальных кабелей указывают в своих брошюрах технические спецификации для каждого своего продукта. Читаем, например, в технических данных » Сопротивление кабеля составляет 50 ( или 75) Ом». Врожденный скептицизм к информации, содержащейся в средствах массовой информации, говорит мне, чтобы проверить достоверность печатной информации. В этой связи возникает вопрос, каким прибором измерять волновый импеданс кабеля. Та же проблема возникает, когда я получаю от руки неизвестный мне (и без опознавательных знаков) ролик коаксиального кабеля. Это 50 или 75 Ом?

 

И здесь предлагаю короткий тест.
Кто выбирает из приведенной ниже таблицы в течение 60 секунд прибор, используемый для волнового сопротивления кабеля — тот выиграл!!

 

1. Омметр
2. Волнометр
3. Волновод
4. Волнорез
5. Кабелеметр
6. Детектор кабелей под штукатуркой
7. Мост Уинстон Черчилля
8. Анализатор дымовых газов
9. Рулетка портного
10. Измеритель комплексных чисел
11. Вариометр
12. Штангенинструмент
13. Аналитические весы
14. Генератор псевдослучайных сигналов
15. Цифровой слайд логарифмический

 

Тест был довольно сложным, так, что если кто-то его не прошел, пусть не переживает, только читает дальше.

 

Устройством, которое полезно для нас, является штангенинструмент.

 

Путем измерения диаметра проволоки и внутреннего диаметра экрана, можем вычислить волновое сопротивление кабеля по формуле:

 

Zo — сопротивление кабеля [ohm]

D — диаметр экрана [мм]

d — диаметр проволоки [мм]

Er — электрическая проницаемость диэлектрика [единица безразмерная]

Ниже приведенный рисунок объясняет все сомнения:

 

1 — оболочка

2 — экран

3 — диэлектрик

4 — жила

За исключением, может быть, коэффициента проницаемости Er для тестируемого кабеля. Этот фактор зависит от типа используемого диэлектрика. Для воздуха Er=1, в то время как для полного полиэтилена Er=2,3. Для вспененного полиэтилена Er зависит от степени расширения или формы воздушных камер. Не вдаваясь в аптечную точность, для вспененного полиэтилена можно принять Er=1,5. Даже, если бы было немного по другому (со взгляда на отношение воздуха до РЕ), то и так результат может иметь два значения: 50 или 75 Ом, так что ошибка может быть незначительной. Можно смело рискнуть, утверждая, что после нескольких измерений импенданс кабеля безошибочно распознаем «на глаз». Толще кабель — это 50 Ом, тоньше — 75.

 

Когда нам перегоряет предохранитель, «ватируем» его более толще куском проволоки и имеем спокойствие на некоторое время. Вывод напрашивается сам: чем толще провод, тем больше тока и, следовательно, тем лучше для наших проблем с доставкой электроэнергии. Можно ли сделать такой же вывод по отношению к сопротивлению кабеля? Является ли высшее сопротивление кабеля лучше или хуже? Или же чем меньше сопротивление кабеля, то больше тока ?

 

Почему производители не производят коаксиальных кабелей других импедансов, чем 50 или 75 Ом? Например, при 5 Ом (когда-то производили 60 Ом).

 

И последний вопрос: почему выбрали именно 50 Ом, а не, например, 140 или 30? Кто ответит на последний вопрос получит платиновый диплом техника года, выдаваемый фирмой DELTA-OPTI. Я также заметил, что независимо от того, что мы подразумеваем под термином импеданса, стоит использовать это название в устной и письменной речи, так как видим в глазах собеседника восторг и уважение.

 

Нетто:0.00 EUR
Брутто:0.00 EUR
Вес:0.00 kg
Особенно рекомендуем
БЛОК ПИТАНИЯ 12V/2A/5.5*P100

Нетто: 471.66 EUR

БЛОК ПИТАНИЯ 12V/1.5A/5.5

Нетто: 4.25 EUR

СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ LZ-1

Нетто: 3. 38 EUR

БЛОК ПИТАНИЯ 12V/5A/5.5

Нетто: 10.18 EUR

БЛОК ПИТАНИЯ 12V/5A/5.5*P50

Нетто: 493.75 EUR

IP-КАМЕРА IPC-HFW2431S-S-0280B-S2 — 4 Mpx 2.8 mm DAHUA

Нетто: 196.83 EUR

БЛОК ПИТАНИЯ 12V/2A/5.5

Нетто: 4.86 EUR

АЛЮМИНИЕВАЯ РЕШЕТЧАТАЯ МАЧТА MK-1.5

Нетто: 191.49 EUR

IP-КАМЕРА IPC-HDW2431T-AS-0280B-S2 — 4 Mpx 2.8 mm DAHUA

Нетто: 196.83 EUR

Проверка изоляции кабеля с помощью мегаомметра | Энергофиксик

Сопротивление изоляции — это наиболее важный параметр работоспособности кабеля, и как только сопротивление падает ниже определенного уровня, то кабель признается негодным и подлежит незамедлительной замене. В этой статье я расскажу о причинах, приводящих к ухудшению изоляции, и как правильно проверить ее уровень с помощью мегаомметра.

Оглавление

Почему изоляция ухудшается.

Техника безопасности при работе с мегаомметром.

Проверка работоспособности мегаомметра.

Как понять, что изоляция стала негодной.

Почему изоляция ухудшается

Существует целый ряд факторов, влияющих на величину сопротивления изоляции, а именно:

1. Атмосферные условия. Если кабель будет постоянно окружен влагой, то даже микротрещина в изоляционном материале приведет к тому, что сопротивление изоляции резко ухудшится. Именно поэтому в дождливую погоду электроприборы, подключенные через кабель, с плохой изоляцией могут просто напросто не работать.

2. Неправильная укладка кабеля. Если при укладке кабеля допустить повреждение изоляционного материала, то даже новый кабель (при образовании сырости) может показать низкий показатель сопротивления изоляции.

3. Устаревание изоляции. Как ни крути даже самый качественный провод со сверх надежной изоляцией с течением времени придет в негодность из-за постоянного воздействия окружающей среды.

Чтобы вовремя выявить проблемный кабель и не допустить аварийной ситуации, как раз и применяется для периодической проверки состояния такой прибор как мегаомметр.

Существуют как механические, так и электронные измерительные приборы. Далее я расскажу о процессе проверки кабеля механическим Мегаомметром ЭС0202/2-Г.

Техника безопасности при работе с мегаомметром

Для осуществления безопасной проверки в Правилах по охране труда при эксплуатации электроустановок (в редакции Приказа Минтруда России от 12.02.2016 № 74н) звучат следующие требования:

Примечание. Конечно, во вторичных цепях подсоединять и отсоединять концы с помощью изолирующих штанг никто не будет, но вот использовать диэлектрические перчатки все-таки стоит.

Проверка работоспособности мегомметра

Перед непосредственными измерениями изоляции необходимо проверить работоспособность самого измерительного прибора. Для этого выполните следующие действия:

— Достаньте прибор из чехла и внимательно осмотрите его щупы. На них вы не должны обнаружить повреждения изоляционного материала;

— Затем вставляем щупы, выставляем регуляторы как показано на картинке и прокручиваем ручку несколько раз и убеждаемся, что стрелка стремится к показу бесконечного сопротивления;

— Следующим шагом замыкаем щупы между собой (с помощью крокодилов) и так же делаем несколько оборотов и убеждаемся, что стрелка показывает нулевое значение;

Итак, убедившись в полной исправности измерительного аппарата, можно приступать к дальнейшим действиям.

Проверка изоляции кабеля

1. Перед проверкой кабель отключаем от электроустановки с двух сторон и заземляем его.

2. Затем подсоединяем мегаомметр к измеряемой жиле и заземляющему контуру (или к двум соседним жилам, если проверяем сопротивление изоляции между жилами), при этом сам прибор должен быть установлен на горизонтальной поверхности.

Примечание. В зависимости от положения переключателя Мегаомметр ЭС0202/2-Г способен измерять сопротивление до 50 и до 10 000 МОм.

3. Далее снимаем заземление с измеряемых жил.

4. Начинаем крутить ручку и следим за показателями прибора. Причем если мы производим измерение высоковольтного кабеля, то устанавливаем регулятор напряжения на 2 500 V.

Если на первом пределе показания прибора зашкаливают, то переводим его на второй предел и теперь в показаниях будет учавствовать верхняя шкала.

Примечание. На первом пределе значения возрастают справа налево, а на втором переделе слева направо.

5. Затем фиксируем показания. А потом специальной перемычкой (сойдет обычный кусок провода) снимаем остаточный заряд с измеряемой жилы (соединяя ее с землей) и устанавливаем заземление обратно.

6. Все, измерения конкретно этой жилы или жил считается оконченным. Измерения других концов кабеля происходит точно так же. Но по условиям работы данного мегаомметра перерыв между каждым измерением должен быть равен двум минутам.

При этом выбор напряжения для испытания регламентируется ПУЭ 7-е издание п. 1.8.7

Примечание. Если вы проверяете изоляцию проводки, то не забывайте отсоединять нулевой проводник от общей нулевой шины. Если вы этого не сделаете, то вы будете видеть изоляцию самого слабого участка и не узнаете истинной изоляции отдельных участков проводки.

Как понять, что изоляция стала негодной

Согласно требованиям технической документации нижний предел изоляции после которого замена кабеля неизбежна, равняется 0,5 МОм

Но для лучшего ориентирования в степени качества изоляции кабеля можно воспользоваться следующей таблицей

Этого будет вполне достаточно, чтобы понять степень изношенности изоляции конкретного кабеля.

Это все, что я хотел вам рассказать о проверке изоляции кабеля с применением мегаомметра. Если статья была вам интересна или полезна, то оцените ее лайком.

Спасибо за ваше внимание!

Кабели, статья. Портал «www.rus.625-net.ru».

Между мифами и реальностью. Чудес не бывает. Если изменяется звучание, это значит, изменился сигнал, даже если мы и не умеем это измерять. Всякому следствию есть своя причина.

Вопросы гуманитарные

Историки считают, что появление кабеля связано с изобретением в 1832 году российским ученым П.Л. Шиллингом электрического телеграфа. В ту же пору англичанин Майкл Фарадей для обозначения веществ, через которые проникает электрическое поле, ввел в обращение термин «диэлектрик» — производное от греческого dia — через и английского electric — электрический. В качестве проводника в те давние времена использовалась медь, а изолятора — дефицитная гуттаперча и пропитанная хлопчатобумажная пряжа.

Медь так и осталась, а в качестве изоляционного материала в кабельной промышленности сейчас используются другие материалы.

Широко применяются углеводородные полимеры (полиолефины), например — полиэтилен, соединение водорода, кислорода и углерода. Производится полиэтилен низкой плотности (высокого давления), средней плотности (среднего давления) и высокой плотности (низкого давления). Встречается так называемый «сшитый» полиэтилен, отличающийся от обычного повышенной термостойкостью (95 °C против 70 °C).

В числе достоинств поливинилхлорида, соединения хлора, углерода и водорода, — широкий диапазон рабочих температур и низкая воспламеняемость. Имеется масса модификаций ПВХ: от пожаростойких до токопроводящих, которые служат в кабеле для снятия статических зарядов.

Можно обнаружить в кабелях полиуретан, полипропилен, полистирол, капрон, нейлон, шелк, резину, фторопласт. Такие материалы используются для изготовления кабелей со специальными свойствами: особо тонких или эластичных, или способных работать в условиях повышенной влажности или скачках температур.

Влияние кабеля на сигнал увеличивается с ростом диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь; лучшим изолятором в этом смысле является вакуум, его проницаемость равна единице, а потери — нулю. При выборе материала конструкторам приходится принимать во внимание и механические свойства, поэтому полипропилен и фторопласт используются довольно редко.

Как и лекарства, полимеры выпускаются под разными названиями. Многие запатентованы, например, тефлон, и это вынуждает конкурентов выдумывать новые имена. Иногда под разными марками выпускают и разные материалы. Свойства полимера определяются не только его химическим составом, но и массой других параметров, поэтому производятся сотни модификаций полиэтилена или полихлорвинила. Так что при покупке обратите лучше внимание на свойства самого кабеля, а не на материалы, из которых он изготовлен. Диэлектрики определяет и такие свойства кабеля, как рабочий диапазон температур и огнестойкость, выделение и токсичность дыма, абсорбцию (поглощение) газов и жидкостей из окружающей среды. Материалы широкого применения обеспечивают нормальную работу кабеля при температуре от 0 до 80 °С, специальные — сохраняют свои свойства при охлаждении до минус 40-70 °С и при нагреве до 150-300 °С. Помните и о пожаростойкости кабеля — по нему не должен распространяться огонь, но этому требованию отвечают не все модели из имеющихся в продаже.

Кабели по конструкции можно разделить на две группы: коаксиальные (от латинского со (cum) — совместно и axis — ось) и двухпроводные. И в том, и в другом случае кабель содержит два проводника, разделенные диэлектриком. А в начале кабельной эры к абоненту, в целях экономии, тащили только один провод, а в качестве обратного использовали землю, отсюда и пришли названия: «земляной», «общий» и прочие производные. За прошедшие 170 лет филологи так и не удосужились навести порядок и чистоту в терминологии: одним и тем же словом называем мы и собственно кабель (от голландского: cabel — канат, трос), и кабель с разъемами или коннекторами (слова «разъем» и «connector» не синонимы, а наоборот: разъединитель и соединитель). Что ж, будем пользоваться тем, что есть: обозначениями, которые прижились на практике. Даже если они и не вполне корректны, то понятны и привычны.

Акустический кабель.
Конструкция кабеля обеспечивает его прочность и надежность. Здесь: 1 – внешний защитный слой изоляции, 2 – внутренний защитный слой,
3 – индивидуальная изоляция проводников, 4 – проводники

Кабели по назначению в аудиотехнике можно разделить на три группы:

Акустические — предназначены для доставки сигнала от усилителя к акустическим системам.

Межблочные — передают аналоговый звуковой сигнал малой мощности от одного аппарата к другому.

Цифровые — обеспечивают передачу сигналов в цифровом виде.

В свою очередь, по особенностям использования кабели можно разделить тоже на три группы: студийные, сценические и туровые.

В студии условия эксплуатации оказываются довольно комфортными: практически постоянная температура и влажность, кабель уложен в каналы или закреплен, и практически не подвергается механическим воздействиям.

Кабель для сцены должен быть более прочным: на него могут наступить, поставить тяжелый аппарат или довольно сильно дернуть. Для повышения механической прочности на разрыв в кабеле имеется корд, он может быть выполнен из хлопчатобумажной ткани, синтетической нити или даже из металла. Такой кабель можно использовать для подвешивания микрофонов, специальные модели способны выдержать разрывающее усилие до тонны — можно использовать для буксировки застрявшего автомобиля или для подвешивания акустических систем.

Самые жесткие требования предъявляются к кабелям, предназначенным для туровой работы. Жара, холод, дождь и снег, рывки и завязывание в морские узлы — все это не должно испортить кабель. Цена кабеля, способного выдержать столько неприятностей, в несколько раз выше, чем предназначенного для монтажа в студии — но сорванный концерт стоит все равно дороже.

С точки зрения количества сигналов, которые можно предавать по кабелю, существуют также три группы: моно, стерео и многоканальные (или мультикоры). Эти названия используют и для обозначения собственно кабеля, и готовой, с разъемами, конструкции.

Без мультикора не обойтись в зале, по нему сигналы со сцены подаются в пульт и возвращаются к системе звукоусиления. Удобен мультикор и в студии: прокладывать жгут из десятка раздельных кабелей гораздо труднее, и стоимость инсталляции оказывается выше. Теоретически, за счет близкого расположения проводников в мультикоре, большим оказывается взаимное проникание сигналов из канала в канал, но на практике разделение сигналов оказывается вполне достаточным.

В любом случае по кабелю передается информация в виде электрического сигнала. Если сигнал проходит без потерь, то и информация передается полностью. Потери информации или изменение звучания всегда является следствием искажения сигнала, так что качество кабеля всегда можно оценить объективно и точно, но иногда это нелегко сделать.

Поэзия формул

Полную информацию об эксплуатационных свойствах кабеля должен предоставить его поставщик.

Простейшая линейная модель

Рис.1. Взаимодействие кабеля, источника и приемника сигнала

Для описания свойств кабеля принято оперировать так называемыми погонными параметрами, то есть отнесенными к единице длины — одному метру. Погонная емкость межблочных кабелей определяется конструкцией, размерами и свойствами диэлектрика, и лежит в пределах 10…100 пФ/м, примерно такие же величины характерны и для акустических кабелей.

Погонная индуктивность зависит от геометрии кабеля и тоже невелика, речь идет о микроскопических величинах: 0,1…1 мкГн/м.

Омическое сопротивление проводника определятся его сечением и материалом, из которого он изготовлен. Например, метр медной проволоки сечением 1 мм2 имеет сопротивление 0,017 Ом.

Рис.1. Взаимодействие кабеля, источника и приемника сигнала

Чтобы оценить влияние кабеля на проходящий через него аналоговый сигнал, обратимся к схеме, показанной на рисунке 1. Условия, при которых влиянием кабеля можно пренебречь, оказываются такими:

Rвых >6,28 • Lк • Fв или Cк

где: Fв — верхняя граница рабочего диапазона частот, Гц; Rк — омическое сопротивление кабеля, Ом; Cк — емкость кабеля, Ф; Rвых — выходное сопротивление источника сигнала, Ом; Rн — сопротивление нагрузки, Ом.

Выходное сопротивление источников сигнала лежит в широких пределах, от сотых и тысячных долей ома (мощные усилители) до нескольких килоом (динамические микрофоны), а сопротивление линейного выхода аппаратуры составляет обычно десятки-сотни Ом, хотя бывают и исключения.

Штекер RCA. Выдвижная упругая обойма позволяет устранить помехи при подключении кабеля
Штекер RCA.
Байонетный фиксатор – гарантия надежного контакта
Профессиональные разъемы оснащены кабельными фиксаторами

Взяв для примера межблочного соединения Rвых = 1 кОм, получаем: емкость кабеля должна быть существенно меньше, чем 1/6,28 • 1000 • 20000 = 8000 пФ. Для коротких кабелей (1…2 м) это условие выполняется легко. Изредка приходится использовать провода длиной более 10 метров, в этом случае нельзя забывать про емкость кабеля, она влияет на АЧХ. Гораздо чаще приходится сталкиваться с другой трудностью: каскады с низким выходным сопротивлением нормально работают, если емкость нагрузки не превышает определенного значения, например 100 или 1000 пФ. «Не любят» емкостную нагрузку высокоскоростные широкополосные операционные усилители.

Для акустических проводов важным является выполнение условия Rвых+Rк

В качестве акустических используют кабели сечением 2,5 и даже 10 мм2, при длине 5 м их сопротивление удовлетворяет этому требованию.

Выполнить все перечисленные условия нетрудно, и вносимые кабелем искажения сигнала должны бы быть ничтожными. И совершенно непонятно, почему тогда кабель влияет на звучание, а замену кабелей легко заметить на слух?

Взаимодействие с окружающей средой

В грубой модели кабеля, учитывающей сопротивления, индуктивность и емкость, все получается просто и красиво, слишком красиво, чтобы быть правильным.

Начну с того, что пока мы не учитывали взаимодействие кабеля с окружающей средой. Магнитная и электрическая составляющие внешнего поля приводят к появлению помех в передаваемом сигнале. Для защиты от электрической составляющей используют экранирование. Плотность экранирующей оплетки может быть разной, но утверждение, что кабель с 70% оплеткой гораздо хуже защищен, чем 95% кабель представляется мне не вполне убедительным. Через «просветы» в оплетке поле внутрь кабеля проникнет тогда, когда длина волны окажется достаточно малой — сопоставимой с размерами отверстий. Исключить появление таких помех нельзя, но и преувеличивать их роль не стоит.

Чувствительность кабеля к магнитному полю удается уменьшить, свивая прямой и обратный провода, тогда наводки на соседние участки взаимно компенсируются. От электрической составляющей поля защищает экран. Лучшими свойствами обладает витая пара в экране, именно такие кабели следует использовать в студии. Дополнительный второй экран, возможно, играет в этом «спектакле» какую-то положительную роль, иначе такие провода не выпускались бы, но его звукотехнические преимущества мне неизвестны, кроме одного — возможности манипулировать с заземлением. Первый экран можно соединить с корпусом приемника сигнала, второй — с корпусом источника. Положительный эффект будет получен, если для подачи на микрофон фантомного питания использовать одну экранирующую оплетку, а вторую — в качестве экрана.

Напряженность полей в больших городах довольно высокая, особенно остро стоит вопрос в помещениях, начиненных «под завязку» электронной аппаратурой, или расположенных на территории радиопередающих центров. В этом случае полезно кабельную разводку в студии поместить в экранирующий металлический короб или трубу.

Кроме электрических, на сигнал в кабеле могут влиять и внешние механические воздействия. При деформации или вибрации изменяется емкость кабеля: как и в конденсаторном микрофоне, механическое воздействие преобразуется в электрический сигнал, причем эффект выражен тем ярче, чем больше напряжение между проводниками. С «микрофонным эффектом» в кабеле приходится сталкиваться и в том случае, когда вместе с сигналом по проводу подается напряжение питания. К счастью, в профессиональной технике с таким явлением приходится сталкиваться весьма редко.

Внутренние процессы в кабеле

Не учитывает простейшая модель и многие процессы, происходящие в самом кабеле: как в проводнике, так и в диэлектрике.

Диэлектрик. Если не углубляться в дебри физики, то картина получается примерно такая. Под действием поля происходят изменения в материале: смещаются электроны и ионы, деформируются молекулы. Как и положено квантовым системам, реагируют они на внешнее воздействие инерционно и не вполне линейно, в чем легко убедиться даже в домашних условиях. Разрядив конденсатор, отложите его в сторонку, а спустя часок-другой вновь измерьте напряжение на выводах — только осторожно, потому что, даже разряженный, он может довольно ощутимо ударить током. Аналогичный процесс происходит и в диэлектрике кабеля, разве что масштабы поменьше: током, конечно, не ударит, но сигнал может ощутимо измениться.

Токи в проводах создают магнитное поле, которое может влиять на свойства диэлектрика. Их изменения невелики, но и порог заметности тоже мал: около одной миллионной от мощности полезного сигнала — приблизительно -60 дБ. Полезный сигнал в межблочном кабеле при сопротивлении нагрузки 600 Ом имеет мощность порядка 1 мВт, то есть помеха 10-9 Вт вполне может так же повлиять на звук, как влияет на вкус бочки меда ложка дегтя, или чашки кофе — щепотка перца.

Абсорбция зарядов, нелинейные эффекты поляризации диэлектрика, процессы на его поверхности могут привести к искажению сигнала, и приводят, поскольку изменяется звучание. К сожалению, пока нет общепринятой методики измерений таких искажений, поэтому с количественной оценкой придется подождать.

На первый взгляд кажется, что применение в кабеле материалов с меньшей диэлектрической постоянной позволяет уменьшить искажения, но на самом деле зависимость оказывается весьма нетривиальной.

Проводник. Процессы в проводнике очень сложны. Считая ток банальным движением электронов, мы настолько упрощаем и огрубляем картину, что ничего разглядеть уже не удается. Известно, например, что с ростом частоты сигнала ток вытесняется к поверхности — это скин-эффект, и его можно заметить и в звуковом диапазоне. И вообще, именно поверхность — одна из важнейших составляющих проводника. Для улучшения ее свойств используют специальные приемы, например, покрывают серебром. Но есть мнение, что электрохимический способ серебрения не дает нужного результата — лучше, если серебро впрессовано в поверхность. Трудно судить, насколько обосновано это утверждение, но одно бесспорно: поверхность — важна. И важно, чтобы ее свойства не ухудшались в процессе эксплуатации. Причиной деградации может стать, например, хлор, выделяемый полихлорвинилом и другими диэлектриками.

Производители часто акцентируют наше внимание на составе меди: бескислородная, примесей меньше 0,001%, монокристаллическая структура и вообще — «аудиофильский металл, сваренный по особому рецепту». Самое неприятное в этих заявлениях то, что их практически невозможно проверить. Связывать искажения сигнала с наличием или отсутствием кислорода в меди я бы поостерегся, но одно бесспорно: медь 99,9% и 99,9999% — это, по существу, разные материалы, и вполне естественно, что кабели окажутся разными, так как очистка меди радикально изменяет ее свойства.

В пятиметровом акустическом кабеле — десять метров провода (пять — «туда» и пять — «обратно»), и при сечении провода 1 мм2 получаем в результате 0,17 Ом, что гораздо меньше сопротивления головки акустической системы. Короткий кабель мог бы быть гораздо более тонким, но понятно, что ток 100 А в проводе сечением 1 мм2 приведет к неприятным последствиям. В проводах сварочного аппарата плотность тока не достигает 10 А/мм2, а если важны не только искры, но и звук, то превышать значение 1 А/мм2 не следует, то есть лимитирующим фактором выступает плотность тока в проводнике, а низкое сопротивление получается автоматически: на практике используются акустические кабели сечением 2,5 и даже 10 мм2.

В межблочных кабелях сопротивление проводников менее значимо, оно начнет сказываться только тогда, когда будет соизмеримо с сопротивлением нагрузки: 600 Ом или 10 кОм. Влияние «тонких» процессов в проводнике оказывается не столь ярко выраженным. Для кабелей длиной несколько метров достаточно иметь сечение 0,2…0,5 мм2.

Аналогичные требования предъявляются и к цифровым кабелям, но есть и нюансы. Для аналоговых низкочастотных сигналов, когда длина волны существенно больше длины кабеля, уменьшение сопротивления, индуктивности и емкости позволяет, в принципе, уменьшить потери и искажения. По мере повышения частоты начинают проявляться волновые эффекты, и значение индуктивности и емкости кабеля приобретают другой смысл. Отношение этих параметров определяет волновое сопротивление кабеля. Если нагрузка имеет активное сопротивление, равное волновому, то вся энергия приходящего сигнала ею поглощается, этот режим работы называют согласованным. Если же волновое сопротивление кабеля и нагрузки различаются, то часть энергии отражается, а в кабеле возникает стоячая волна. Последствия рассогласования довольно неприятны: возрастает неравномерность АЧХ, искажается форма сигнала. Волновые явления нужно учитывать, если длина кабеля соизмерима с четвертью длины волны. Например, при частоте сигнала 10 МГц длина волны в вакууме составит 30 м, то есть в кабеле длиной 5 м волновые эффекты уже проявятся.

Для передачи цифровых сигналов, а именно в этом случае спектр оказывается весьма широким, достигая 10 МГц и более, используют кабели с волновым сопротивлением 50, 75 и 110 Ом. Волновое сопротивление кабеля определяется его геометрией, поэтому механическая устойчивость кабеля к внешним воздействиям выходит на первый план, и кабель обычно довольно жесткий. В таблицах с параметрами цифровых кабелей приводят погонное затухание, но в условиях реальной студии его роль невелика. Остро вопрос ослабления сигнала встает на частотах, гораздо более высоких, чем те, что используются в звуковых цифровых интерфейсах, где они не превышают 10 МГц.

Проза жизни

Хороший кабель — целый кабель

Кроме электрических параметров, есть у кабеля еще и механические свойства. Понятно, что требования к кабелям, предназначенным для использования на улице, для прокладки в помещении или для подключения микрофона на сцене оказываются разными. Выпускаются кабели с расширенным диапазоном температуры, с повышенной эластичностью, и даже со специальным кордом, практически исключающим обрыв. При выборе кабеля полезно учесть эти его особенности, платить следует за то, что действительно необходимо.

Концы

И еще одно обстоятельство: разъем, без которого кабель — не кабель. В студийной технике в качестве основного выступает XLR, часто используется джек, встречается и RCA. Разъем должен обеспечить надежное электрическое соединение и механическую фиксацию. Потенциально лучшим в этом смысле является XLR. В реальной жизни все сложнее. Из чего складывается качество разъема? Начнем с контактов.

Сопротивление контакта зависит от материала и площади соприкасающихся поверхностей, и усилия, с которым они прижаты друг к другу. Штекер RCA. Выдвижная упругая обойма позволяет устранить помехи при подключении кабеля Штекер RCA. Байонетный фиксатор – гарантия надежного контакта Профессиональные разъемы оснащены кабельными фиксаторами

Обратите внимание на покрытие разъема. Пятна и «разводы» свидетельствуют о дефектах поверхности. Хорошие разъемы имеют стойкое покрытие, оно вполне выдерживает 5 лет интенсивной эксплуатации. Высокой стойкостью к истиранию обладает никель, но у него есть один большой недостаток: он плохо смачивается оловянно-свинцовыми припоями, и качество пайки оказывается низким. Определить «на глаз» качество покрытия трудно, поэтому при подготовке к большому монтажу полезно сначала купить несколько разъемов на пробу. Обратите внимание и на термостойкость пластика, из которого изготовлен изолятор. Дорогие и дешевые версии разъемов различаются именно качеством покрытия токопроводящих элементов и материалом изолятора.

С заботой о надежном соединении делают разъемы RCA, предназначенные для профессионального использования. Центральный контакт — разрезной, его упругость обеспечивает плотное соединение с гнездом. Цанговый фиксатор обоймы позволяет прижать контактирующие поверхности, одновременно исключается случайное выдергивание штекера из гнезда. Разрезная упругая обойма дешевле цангового фиксатора, но тоже неплоха в эксплуатации. Стоит обратить внимание на еще одну разновидность разъема RCA — с выдвижной обоймой. При включении такого штекера в гнездо сначала соединяются «общие» проводники, а потом — сигнальные, это радикально уменьшает коммутационные помехи.

Соединение должно не просто работать, но работать надежно и долго. Если процесс важнее результата, то можно взять дешевенький джек в ближайшем магазине культтоваров, ток он проводит, и звук будет. Огорчает только то, что если не первое, то второе неосторожное движение приведет к обрыву. В разъемах профессионального назначения предусмотрен фиксатор кабеля: цанговый зажим или лабиринт. В свою очередь, кабели профессионального назначения имеют конструкцию, позволяющую надежно их фиксировать в разъеме: хлопчатобумажный корд хорошо фиксируется цангой разъема, он защищают кабель от обрыва даже при значительных усилиях.

Легенды и мифы

Мне довелось участвовать в сравнении многих десятков кабелей, и совершенно определенно заявляю, что на звук они влияют. Изучая свойства кабелей и их влияние на сигнал, я пытался обнаружить помехи или искажения, уровень которых превышал бы порог слуховой заметности, или хотя бы был с ним сопоставим, и кое-что нашел. Исчерпывающего описания воздействия кабеля на сигнал предложить не могу, есть только гипотезы. Где-то ясности больше, где-то меньше…

Направленность. По одному проводу кабеля ток течет туда, а по второму точно такой же — обратно. Складывается впечатление, что, поменяв местами начало и конец кабеля, мы ничего в системе не изменим. Получается, что дискуссии о направленности кабеля смысла не имеют, по крайней мере, в звуковом диапазоне частот, когда можно пренебречь волновыми эффектами. Если же приглядеться внимательно, то увидим кое-что интересное.

Например, экранирующую оплетку межблочного кабеля профессионалы соединяют с корпусом только на одном конце — у приемника сигнала, вот вам и асимметрия. При переворачивании такого кабеля уровень радиочастотных наводок в сигнале может возрасти на 20, 30 и даже 50 дБ. Эти помехи сами не слышны, но влияют на работу аппаратуры, и звук изменяется. Детектирование и интермодуляция на нелинейных элементах тракта приведет к появлению «добавок» к полезному сигналу и в звуковом диапазоне частот.

Взяв даже самый лучший анализатор спектра, вы едва ли обнаружите звуковые продукты воздействия радиочастотных помех на кабель, в чем я лично убедился. Помехи наводятся на кабель, а звуковую часть их спектра переносят другие узлы: входной и выходной каскады соединяемых устройств.

Аналогичную картину мы увидим и в акустическом кабеле. Наведенные через кабель радиочастотные помехи влияют на работу выходного каскада усилителя и детектируются в акустической системе. Не следует рассматривать кабель в отрыве от остального оборудования студии.

Рис.2. Сопротивление акустических кабелей. Схема и результаты измерений для кабелей различных типов Рис. 3. Сопротивление контактов акустических кабелей

Сопротивление.

Рис.2. Сопротивление акустических кабелей. Схема и результаты измерений для кабелей различных типов
Рис.3. Сопротивление контактов акустических кабелей
Есть и собственные свойства кабеля, которые можно исследовать с помощью простого вольтметра, — это сопротивления проводов и контактов. Оказалось, что в пределах звукового диапазона частот сопротивление кабеля может измениться почти на порядок: от 0,02 до 0,2 Ом. Не удалось достоверно определить, является ли рост сопротивления с частотой следствием индуктивности кабеля, или других причин, но объективные различия между кабелями очевидны, это иллюстрирует рисунок 2. По звуку, кстати, выигрывали те провода, у которых изменение сопротивления меньше — лучший обозначен на рисунке цифрой 1. Обратите внимание и на еще один факт: на рисунке сплошной линией и пунктиром показаны зависимости сопротивления от частоты для двух образцов одного и того же кабеля. Чем меньше расхождение, тем лучше звук.

Интересными показались результаты измерения сопротивления контактов (рисунок 3). Представлены схема и результаты измерений. При повторных измерениях сопротивления одних и тех же контактов оказалось, что сопротивление изменяется случайным образом: на рисунке показаны границы разброса.

Несколько серий измерений дали разные результаты, особенно велико было расхождение на высоких частотах у простого кабеля, а хороший кабель оказался хорош и в этом смысле. Величина сопротивления контакта невелика, всего 0,001 Ом, но в цепи таких контактов — четыре, то есть изменение сопротивления составляет 0,001 от сопротивления нагрузки, то есть -60 дБ. Это вполне можно заметить на слух.

АЧХ и ФЧХ. Диэлектрическая проницаемость изолятора в кабеле мало влияет на скорость распространения в нем сигнала — в «быстрых» кабелях отставание от скорости света в вакууме составляет всего единицы процентов. Не имеет смысла даже обсуждать возможность влияния этой скорости на звучание: при длине 3 м даже в «медленном» кабеле (1/2 от скорости света) задержка составит всего 20 нс, на звук такая задержка не влияет. В то же время, чем выше скорость распространения сигнала в кабеле, тем меньше влияние диэлектрика. И меньше искажения в звуковом диапазоне, даже если мы и не умеем их измерять.

Дискуссии о фазовых искажениях, которые вносит кабель на низких частотах, представляются мне уместными только в кругу «аудиогомеопатов»: речь идет о величинах с десятком нулей после запятой. Гораздо вероятнее выглядит гипотеза об инерционных процессах в диэлектрике: для появления заметных искажений нужно аккумулировать примерно 1 мВт на метр кабеля, а это вполне возможно, вспомните опыт с «разряженным» конденсатором.

Качества внешние и внутренние. Электрические процессы на поверхности кабеля могут проявиться в звучании — энергии электростатического заряда для этого вполне достаточно. Проверить это совсем просто: протрите кабель антистатическим средством из арсенала домашней хозяйки — если и не поможет, то не повредит. Контактирующие поверхности подвержены коррозии, со временем ухудшается контакт. Золото не ржавеет, но его поверхность загрязняется, даже если ее не трогать грязными руками: конденсируется вездесущая влага. Чистота — залог хорошего звука.

Между мифами и реальностью. Чудес не бывает. Если изменяется звучание, это значит, изменился сигнал, даже если мы и не умеем это измерять. Всякому следствию есть своя причина. Иногда очевидная, иногда — не очень. Сигнал просто так не портится. И дело тут, скорее всего, не в фазах луны и расположении далеких звезд, а в лежащем где-нибудь на кабеле мобильном телефоне, ведь тут идет речь о ваттах излучаемой мощности. Этого вполне хватит, чтобы «испортить песню».

Невозможно предохраниться от воздействия всех процессов, способных исказить сигнал и ухудшить звучание. Улучшая одно — можно ухудшить другое. Именно поэтому не стоит сломя голову бежать за самым дорогим или особо аудиофильским кабелем. Наверняка он чем-то хорош, но подойдет ли он для решения ваших задач? Жить легко и просто, когда можно поручить решение задачи выбора кабелей и разъемов специалисту. Надо только правильно поставить перед ним задачу, но это уже другая тема. А пока — хороших вам проводов и контактов!

Подготовлено по материалам портала «www.rus.625-net.ru». www.rus.625-net.ru

Эту статью прочитали 20 285 раз

Сопротивление изоляции кабельно-проводниковой продукции | ЭлМикс

 

Чем больше сопротивление изоляции провода, тем меньше вероятность ее пробоя электрическим током. Это повышает надежность работы электрооборудования и увеличивает безопасность его использования.

Защитная оболочка проводника зависит от следующих факторов: воздействия окружающей среды, времени, а также силы тока. Чем больший ток идет в проводящей жиле, тем большая электромагнитная индукция возникает вокруг проводника.

Отсюда увеличивается вероятность пробоя изоляции. При производстве кабеля материалы подбирают таким образом, чтобы сопротивление токопроводящих жил было насколько это возможно меньше, а изоляции наоборот, как можно больше. Износ защитной оболочки может быть как естественным, так и аварийным.

Изменение сопротивления изоляции

Если изолированный провод в процессе эксплуатации не получает каких-либо механических повреждений, не находится в химически агрессивной среде, а также не перегревается от недопустимой силы тока, то сопротивление его защитного слоя изменяется естественным образом. То есть не происходит преждевременного износа изоляции.

Изменение сопротивления изоляции на конкретном участке сети определяется следующим образом. Сначала с помощью мегомметра замеряется изоляция проводника на этом месте. Затем меряют изоляцию аналогичного провода, находящегося в другой цепи. После этого полученные данные сравнивают и делают соответствующие выводы о состоянии защитных покрытий проводов.

Если случается механическое повреждение провода, или когда проводник долгое время находится во влажной либо химически агрессивной среде, происходит аварийное изменение сопротивления изоляции.

При уменьшении сопротивления изоляции на локальном участке в этом месте сосредотачивается ток утечки. В этой связи здесь происходит перегрев кабеля. Это ведет к разрушению защитного покроя провода и последующему короткому замыканию.

Расчетные нормы сопротивлений

Нормативная величина, обозначающая необходимое значение сопротивления изоляции, нужна для оценки состояния покрытий всех проводов электрической сети. Эту величину берут за основу, определяющую диапазон допустимых отклонений. Нормы сопротивлений отдельных типов электрооборудования указаны в таблице:

 

Электрооборудование Состояние электрооборудования 
Электрические машины с частотой вращения до 1000 об/мин мощностью: холодное нагретое
до 100 кВт 5 3
от 100 до 1000 кВ 3 1
Трансформаторы 5 1
Распределительные щиты 1
Пускорегулирующая аппаратура 5
Фидер силовой сети и сети освещения 1

 

Сопротивление изоляции связано с ее составом, окружающей средой и условиями эксплуатации оборудования, на которое провода подают электрический ток. Это значение должно быть всегда больше 10 кОм.

 

Как выбрать хороший кабель и не ошибиться?

Выбор хорошего кабеля для гитариста – важное дело. При этом не следует руководствоваться не советами друзей и рекламой «звездных» музыкантов и самих производителей. Достаточно иметь некоторые знания, которые помогут вам трезво взглянуть на предложенный товар и оценить его, в первую очередь, по физическим характеристикам.

 

Давайте разберемся, какие характеристики важны для инструментальных, микрофонных и спикер-кабелей, а какие можно считать рекламной уловкой или мифом. Провода различают по характеристикам и предназначению. Следовательно, требования к ним тоже различны: что критично для одного, может быть практически бесполезно для другого.

Инструментальные кабели

Итак, инструментальный кабель – это провод для соединения гитары с усилителем, процессорами, специальными приспособлениями и так далее. Данные устройства имеют высокое сопротивление (порядка 100 Ом) по отношению к Земле. При этом они сами передают слабые сигналы с минимальными по силе разрядами (тысячные доли А) и с малым напряжением. Поэтому инструментальные кабели так чувствительны к электромагнитным помехам.

 

 Гитара имеет большое выходное сопротивление, поэтому сам шнур должен иметь маленькую электроемкость и длину, иначе он будет плохо передавать высокие частоты в звуке.

Важные характеристики инструментальных кабелей:

  • Низкая емкость. Собственная емкость – это критичная характеристика, на которую следует обращать внимание в первую очередь. Чем она меньше – тем лучше и меньше потерь в высоких частотах.
  • Хорошее экранирование, которое позволит избежать шумов от электромагнитных помех.
  • Прочность. Последствия использования хлипких шнуров могут быть весьма плачевными, особенно во время выступления.

 

Незначительный критерий для инструментальных кабелей – это сопротивление. Оно составляет всего несколько Ом (у дорогих и дешевых вариантов), что является несущественным по сравнению с высокоомными входами, например, на усилителях. Оно никак не влияет на уровень сигнала в проводе.

 

На фото – инструментальный кабель для высокоомного входа

Спикер-кабели (колоночные)

Спикер-кабель – это провод соединяющий усилитель с громкоговорителем. По техническим требованиям они совершенно противоположны кабелям инструментальным, так как соединяют низкоомный выход усилителя с низкоомными громкоговорителями. По ним передаются сравнительно высокие токи и напряжения. Именно поэтому, в отличие от инструментальных, эти кабели не отличаются особой восприимчивостью к электромагнитным помехам, но при этом вся цепь крайне чувствительна к сопротивлению их самих.

 

На фото – профессиональный спикер-кабель

 

Важные критерии для выбора колоночного провода:

  • низкое сопротивление, предотвращающее потери сигнала;
  • прочность и надежность.

Емкость и экранирование в этом случае не имеют значения из-за низкоомности цепи. Только очень-очень сильные электромагнитные помехи могут повлиять на сигнал с довольно большим током. Даже провод со значительной емкостью будет иметь сопротивление значительно большее по сравнению с выходным сопротивлением усилителя. Поэтому емкость почти не влияет на передачу высоких частот в сигнале.

 

На фото – сечение колоночного кабеля

Микрофонные кабели

Микрофонный кабель является обязательной частью любой звукозаписывающей студии или сценического оборудования. Ведь, несмотря на новые беспроводные технологии, самый чистый звук можно получить, только используя качественное микрофонное соединение. От качества провода напрямую зависит качество передаваемого сигнала, возможность появления помех.

Виды

  • Обычный инсталляционный (несимметричный). Применяют там, где нет необходимости в идеально чистом звуке, например, в бытовых целях для подключения динамических микрофонов к музыкальным центрам или караоке.
  • Балансный (симметричный) – идеален для создания соединения с большой протяженностью, имеет высокий уровень устойчивости к электромагнитным наводкам. Его можно использовать при любых погодных условиях.

 

Схема строения микрофонного кабеля

 

Симметричный микрофонный кабель состоит из двух центральных проводников, изоляции, экрана и внешней оболочки. Именно такие варианты более надежны, они способны обеспечить хорошее качество голосового сопровождения.

Микрофонный кабель имеет два XLR разъёма: «папу» (male) на одном конце и «маму» (female) на другом, TRS-разъём («джек») или USB-разъём для подключения непосредственно к звуковой карте или цифрового устройства записи. Он соединяет микрофон с микшерным пультом, используется для DI связи между усилителем и микшером.

 

 

 

Для защиты шнура от воздействия электромагнитных наводок применяют специальные экраны. Экран чаще всего используют как общий провод и заземление. Цель экранирования – защитить сигнал от таких источников шума, как радио-сигнал, шнуры питания, люминесцентные лампы, реостаты диммеров и некоторые приборы. Существует множество разновидностей экранов для линейного кабеля: плетеный, спиральный и из алюминиевой фольги. Рассмотрим их подробнее.

Способы экранирования микрофонных кабелей

  • Фольгирование. Экран должен полностью закрывать собой сигнальные провода. Защита из металлической (чаще алюминиевой или медной) фольги справляется с этой целью на все сто. Слой обеспечивает 100 % покрытие сигнальных проводов. Однако экран из фольги имеет недостатки, главный из которых – механическая ненадежность, поэтому его применяют в соединениях, предназначенных для стационарного использования. Фольгированный экран обычно используют лишь при производстве самых дешевых вариантов, при передаче сигнала по такому кабелю звучание на верхних частотах слегка «фонит».

 

 

  • Экранная сетчатая оплетка является самой механически надежной, гибкой и распространенной формой экрана. На сцене микрофонные и инструментальные шнуры постоянно гнутся, тянутся, на них часто наступают, поэтому оплетка – лучшее, что можно придумать для этих условий. Но при этом она сложна в изготовлении, да и добиться 100 % покрытия ею сигнальных проводов сложно (часто покрывает от 60 до 85 % площади). Некоторые фирмы делают очень плотные оплетки, покрывающие в кабеле до 96 % площади шнура. 

 

 

  • Экранирующая спиральная проволочная оплетка имеет одно большое достоинство – обеспечивает кабелю такую гибкость, которую невозможно достичь при экране из фольги или сетчатой оплетке (гибкость имеет повышенное значение в концертных условиях). Правда, на этом все ее достоинства заканчиваются. Спиральная проволочная оплетка покрывает не более 80 % площади сигнальных проводов и при оказании на нее физических воздействий быстро приходит в негодность (хотя и не так быстро, как экран из фольги). При этом резко уменьшается покрываемая ею площадь. Кроме того, это еще и менее устойчивый к радиочастотным (RF) помехам экран (представляющий собой индуктивную катушку).

 

Итак, важные характеристики, которые стоит учесть при микрофонных кабелей:

  • Симметричность и несимметричность. Симметричные провода могут быть длиннее несимметричных, так как они устраняют любые помехи и шум. Что касается несимметричных, то длинные восприимчивы к шуму и требуют усиления заземления.
  • Сопротивление. При передаче аудиосигнала с применением кабеля необходимо обеспечить низкие значения активного сопротивления. Лучшими микрофонными шнурами являются микрофонные из высокопроводящей меди.
  • Экранирование. Самыми хорошими экранами считаются сеточный и спиральный.

Характеристики кабеля: мифы и рекламные «фишки»

1. Хороший кабель – это толстый кабель. С оговоркой: только для спикер-проводов! Как было сказано выше, низкое сопротивление спикер-кабеля является очень важной характеристикой. Из школьного курса физики известно, что чем больше диаметр провода, тем ниже его сопротивление. Следовательно, чем толще провод, тем лучше.

Но данное правило не действует при выборе инструментальных проводов. Гитарные кабели не должны быть толстенными. Правда, иногда коаксиальные элементы соединения с большим диаметром могут иметь меньшую погонную емкость, а это в свою очередь, может оказаться полезным (при длине более трех метров). больше емкость гитарного шнура, тем больше высоких частот он ослабит. Но это не значит, что вам нужен огромный диаметр провода, ведь есть качественные варианты с меньшими характеристиками.

 

На фото – коаксиальные провода

 

Следовательно, можно дать два основных совета для выбора инструментальных кабелей:

  • использовать коаксиальные провода с наименьшей погонной емкостью,
  • выбирать варианты с минимальной длиной. Если вам необходимы шнуры длиной более шести метров, попробуйте использовать беспроводные системы. В этом случае, они будут гораздо эффективнее.

2.Выбирайте кабель из бескислородной меди (OFC, Oxygen-free copper). Объясняется эта рекомендация тем, что бескислородная медь имеет меньшее сопротивление, а значит и потери в сигнале будут минимальные. С этим трудно поспорить. Но для инструментальных проводов сопротивление не является решающим фактором, как мы выяснили выше. Для спикер-кабелей существенно уменьшить сопротивление можно за счет увеличения диаметра. Стоит отметить, что бескислородная медь – это не рекламная пустышка, такие провода лучше противостоят внутренней коррозии жилы. Фактора важный, но не для инструментальных и спикер-вариантов.

 

3. Золоченый штекер. Золоченые штекеры имеют меньшее сопротивление и меньшую склонность к коррозии и потускнению. На первый взгляд, одни плюсы. Но такое покрытие гораздо мягче никелированного и стирается при частом использовании штекера. То есть если вы используете гитарный кабель, который приходится часто вставлять и вынимать из разъема, то использовать провод с таким входом нецелесообразно. Но помните, что быстро изнашивается золочение, нанесенное поверх базового металла (например, меди), а если оно выполнено поверх никеля, то истирание шнуру не повредит.

Для спикер- и низкоомных микрофонных проводов золоченые штекеры оказываются весьма кстати, при условии, что их соединяют и разъединяют редко.

 

4. Многожильный кабель предпочтительнее одножильного. Объясняется это тем, что многожильный меньше подвержен потере высоких частот. Это актуально только для работы с радиочастотами. Музыканты же работают с иным диапазоном, в котором нет никакой разницы между использованием одножильного или многожильного провода. Но многожильные обычно лучше экранированы и защищены от электромагнитных помех за счет более плотной оплетки.

 

 5. Хороший кабель – это дорого. Если вы используете трехметровый кабель дома или в репетиционной студии, то недорогой вариант вполне подойдет. Поверьте, с закрытыми глазами вы, скорее всего, не услышите разницу между использованием дешевого или дорогого шнура, если его длина менее трех метров, а рядом нет источников сильных электромагнитных помех.

Чаще всего дорогие провода премиум-класса сделаны качественнее, они более крепкие, имеют надежные места соединения «джеков» с основой, внутренние соединения могут быть залиты эпоксидной смолой или термоклеем. При этом приставка «премиум» вовсе не гарантирует, что производитель при изготовлении использовал низкоемкостной коаксиальный кабель.

Заключение

В заключение нужно сказать, что выбирать кабель нужно осознанно, опираясь на характеристики конкретного продукта для определенны целей. Сейчас даже недорогие инструментальные провода изготавливают из бескислородной меди, многие из них неплохо экранированы, являются многожильными и коаксиальными.

Выбор за вами.

 


Как измерить сопротивление изоляции проводов и кабелей?

Причины повреждений изоляции

Прежде чем измерять сопротивление нужно убедиться в безопасности этого процесса. Не нужно лезть с приборами к оголенным и рваным проводам. Для изготовления покрытия жил используются качественные и прочные материалы. Но иногда изоляция теряет защитные свойства. Причин для этого может быть несколько:

  • повышенная влажность окружающей среды;
  • резкие колебания температуры;
  • механические деформации, которые возникают при монтаже или эксплуатации;
  • износ.

Если обнаружены явные повреждения в покрытии кабеля, измерять сопротивление не имеет смысла. В этом случае требуется ремонт или полная замена дефектного участка.


Выбор приборов для измерений

Чтобы провести качественно измерение сопротивления изоляции, необходимо выбрать соответствующие по характеристикам приборы. Наиболее подходящие из них:

  • мегаомметры М400;
  • измерители: Ф4101, Ф4102;
  • приборы ЭС-0202/1Г и ЭС-0202/2Г;
  • цифровой аппарат Fluke 1507.

Подбирая оборудование для измерения сопротивления изоляции, необходимо обращать внимание на предварительно проверенные с лицензией от производителя изделия.


Как проверить сопротивление изоляции?

До проведения осмотра состояния изоляции необходимо определить объект для проверки параметра. Им может быть:

  • электропроводка;
  • низковольтная линия передачи электроэнергии;
  • силовой кабель высокого напряжения;
  • провода для контроля.

Для вышеперечисленных категорий выбирается индивидуальная методика проведения измерений сопротивления покрытия жил проводов.

Электропроводка

До начала замеров сопротивления изоляции необходимо обесточить проводку и отключить от нее все потребители.


В однофазной сети параметр определяется в такой последовательности:

  • между фазой и нулевым проводом подсоединяются щупы мегаомметра;
  • измеряется сопротивление обоймы между фазой и заземляющей жилой;
  • число замеров равно количеству жил в электропроводке.

При показаниях мегаомметра сопротивления ниже 0,5 Мом понадобится электролинию разбить на несколько коротких отрезков. Если будет обнаружен участок с некачественной изоляцией, его придется заменить.

Низковольтные кабели

После проверки отсутствия на элементах опасных напряжений нужно:

  • снять остатки напряжения, используя переносное заземление;
  • освободить кабельные жилы и развести их в разные стороны;
  • подсоединить один щуп мегаомметра к проверяемой фазе;
  • подключить другой щуп мегаомметра последовательно к нулю и земле;
  • замеры сопротивления покрытия выполнять по 1 минуте;
  • полученные измерения сравниваются со значениями, разрешенными для изоляции жил по прилагаемой к кабелю инструкции.

Проведение замеров выполняется мегаомметром, который рассчитан на напряжение генерации 1000 В.

Высоковольтные кабели

Сопротивление изоляции измеряется мегаомметром на каждой фазе относительно стальной оболочки заземления. Затем делаются замеры между элементами. Последовательность выполнения замеров включает такие этапы:

  • освобождаются и разводятся друг от друга все жилы;
  • подключается к двум кабельным жилам испытательное заземление;
  • один щуп мегаомметра подключается к заземлению;
  • второй щуп мегаомметра подключается к тестируемому элементу;
  • измеряется сопротивления обмотки 1 минуту;
  • процесс повторяется для оставшихся двух жил.

Все работы выполняются при отключении приборов.

Контрольные провода

При этом можно не отсоединять кабель от схемы. Сопротивления изоляции контрольного провода включает:

  • подключение одного щупа прибора к тестируемой жиле;
  • соединение оставшихся жил между собой и с землей;
  • подключение другого щупа мегаомметра к земле или другой любой жиле;
  • измерение сопротивления изоляции 1 минуту;
  • замеры параметров на оставшихся жилах кабеля.
Контроль целостности изоляции измерением ее сопротивления является эффективным способом выявить дефекты провода и обеспечить безопасность эксплуатации электролиний.

Сопротивление и его связь с размером провода

Круглые проводники (провода/кабели)

Поскольку известно, что сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, и если нам дано сопротивление единицы длины провода, мы можем легко вычислить сопротивление любой длины провода из этого конкретного материала, имеющего тот же диаметр. Кроме того, поскольку известно, что сопротивление проводника обратно пропорционально площади его поперечного сечения, и если нам дано сопротивление отрезка провода с единицей площади поперечного сечения, мы можем рассчитать сопротивление аналогичной длины из проволоки того же материала любой площади поперечного сечения.Следовательно, зная сопротивление данного проводника, мы можем рассчитать сопротивление любого проводника из того же материала при той же температуре. Из соотношения:

Можно также записать:

Если у нас есть проводник длиной 1 метр с площадью поперечного сечения 1 мм 2 и сопротивлением 0,017 Ом, чему равно сопротивление 50м из проволоки из того же материала, но сечением 0,25 мм 2 ?

В то время как единицы System International (SI) обычно используются при анализе электрических цепей, электрические проводники в Северной Америке все еще производятся с использованием фута в качестве единицы длины и мил (одна тысячная дюйма) в качестве единицы длины. диаметр.Прежде чем использовать уравнение R = (ρ × l)/A для расчета сопротивления проводника данного размера AWG, необходимо определить площадь поперечного сечения в квадратных метрах с использованием коэффициента пересчета 1 мил = 0,0254 мм. Наиболее удобной единицей длины проволоки является фут. Используя эти стандарты, единицей размера является мил-фут. Таким образом, провод имеет единичный размер, если он имеет диаметр 1 мил и длину 1 фут.

Рисунок 42. Таблица преобразования при использовании медных проводников.

В случае использования медных проводников мы избавлены от утомительных вычислений, используя таблицу, как показано на рисунке 42.Обратите внимание, что размеры поперечного сечения, указанные в таблице, таковы, что каждое уменьшение на один номер калибра соответствует 25-процентному увеличению площади поперечного сечения. Из-за этого уменьшение на три калибровочных номера означает увеличение площади поперечного сечения примерно в соотношении 2:1. Точно так же изменение десяти номеров калибра провода представляет собой изменение площади поперечного сечения 10: 1, а при удвоении площади поперечного сечения проводника сопротивление уменьшается вдвое. Уменьшение на три номера сечения провода уменьшает сопротивление проводника данной длины вдвое.

Прямоугольные проводники (шины)

Чтобы вычислить площадь поперечного сечения проводника в квадратных милах, возведите в квадрат длину в милах одной стороны. В случае прямоугольного проводника длина одной стороны умножается на длину другой. Например, обычная прямоугольная шина (большой специальный проводник) имеет толщину 3/8 дюйма и ширину 4 дюйма. Толщина 3/8 дюйма может быть выражена как 0,375 дюйма. Поскольку 1000 милов равны 1 дюйму, ширину в дюймах можно преобразовать в 4000 милов.Площадь поперечного сечения прямоугольного проводника находится путем преобразования 0,375 в мил (375 мил × 4000 мил = 1 500 000 квадратных мил).

Измерение и проверка сопротивления контура постоянного тока

Сопротивление контура постоянного тока — это общее сопротивление двух проводников, соединенных петлей на одном конце линии. Обычно это функция диаметра проводника и зависит только от расстояния. Это измерение иногда выполняется, чтобы убедиться в отсутствии грубых неправильных соединений, которые могут значительно увеличить сопротивление линии связи.Обратите внимание, что тест схемы разводки автоматически изолирует обрывы, но не соединения с высоким сопротивлением.
  
Сопротивление постоянному току часто путают с импедансом — термином, описывающим динамическое сопротивление потоку сигнала, обычно на определенной частоте. Оба измеряются в омах, потому что они определяют разные типы сопротивления протеканию электрического тока. Сопротивление постоянному току увеличивается пропорционально длине тестируемого кабеля, в то время как импеданс остается «достаточно» постоянным независимо от длины.

С точки зрения сигнала затухание (иногда называемое вносимыми потерями) теперь является более полезным измерением, а сопротивление постоянному току стало менее важным.Ну, не совсем так, как становится популярным VoIP, который обеспечивает питание по кабелю.

Интерпретация результатов

Различия в сопротивлении шлейфа между парами часто могут быть быстрым признаком проблемы с кабелем. В тестовой среде с короткой петлей ожидаемое значение просто в два раза превышает сумму значений, ожидаемых для данной длины. Это простой тест для любого продвинутого полевого тестера.

Значения будут разными для каждой комбинации пар из-за разной скорости скручивания между парами.Глядя на приведенный выше результат, мы можем сделать вывод, что у пары 1,2 самая крутая крутка, а у пары 7,8 — наименьшая. Это нормально и ожидаемо.

Рекомендации по устранению неполадок

В случае неожиданно высокого сопротивления постоянному току сравните неисправную пару с другими парами в кабеле. Это определит, связана ли проблема с одной неисправной парой или связана с проблемой, затрагивающей весь кабель. Если неисправна одна пара, проверьте точки подключения на наличие плохо выполненного или окисленного соединения.
  
Если все четыре пары имеют неожиданно высокое сопротивление постоянному току, проверьте свои предположения. Вы допустили двойное сопротивление, чтобы включить петлю? Верно ли предположение о сопротивлении для используемого сечения провода? 26 калибр имеет более высокое сопротивление на фут, чем 24 калибр. У вас есть необычный патч-корд в соединении, который может иметь высокое сопротивление? Ищите что-нибудь необычное, особенно если соседние кабели кажутся нормальными.

Сопротивление изоляции кабеля

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

ПОЧЕМУ КАБЕЛИ ИЗОЛИРОВАНЫ? ВВЕДЕНИЕ

За исключением кабелей электропередач, проложенных на электрических столбах, почти все используемые сегодня кабели имеют изоляцию.Уровень или степень сопротивления изоляции кабеля зависит от цели, для которой кабель был разработан. Помимо сохранения энергии от потери или рассеивания в окружающую среду, одной из главных причин , почему кабели изолированы , является защита нас от опасности поражения электрическим током.

Электричество очень опасно. Первое прикосновение может стать последним прикосновением и никогда не дает ни единого шанса. Легкое прикосновение к кабелю, по которому проходит электрический ток, может привести к несчастному случаю со смертельным исходом.Наше тело частично проводит электричество. Когда наше тело вступает в контакт с проводником с током, электрический ток будет стремиться течь от проводника, а затем к нашему телу. Наше тело, будучи частичным проводником, не сможет проводить электрический ток. Когда ток слишком велик, чем может вместить наше тело, тогда он убивает человека, это вопрос.

Во избежание подобных аварий в наших домах возникла необходимость в изоляции кабелей. Изоляция предотвращает утечку тока, а также его попадание на нас, тем самым предотвращая поражение электрическим током.

ЧТО ТАКОЕ ИЗОЛЯТОР?

Изолятор — это материал или вещество, не проводящее тепло или электричество. Изоляторы не проводят тепло или электричество, потому что в них нет свободно движущихся электронов. Говорят, что проводники изолированы, когда они покрыты изоляционными материалами, такими как ПВХ и т. д. Этот процесс называется изоляцией. Изолятор вокруг проводника предотвращает утечку электрической энергии и сигналов в окружающую среду.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Повышение температуры увеличивает сопротивление в проводниках, в то время как сопротивление уменьшается с повышением температуры в полупроводниках, а также в изоляторах. Повышение температуры может сделать полупроводник хорошим проводником, а изолятор — полупроводником.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ КАБЕЛЯ

Проводник кабеля снабжен изоляцией подходящей толщины во избежание утечки тока. Толщина любого кабеля зависит от назначения его конструкции. Путь утечки тока в таком кабеле радиальный. Сопротивление или противодействие изоляции протеканию тока также является радиальным по всей ее длине.

Для жилы одножильного кабеля с радиусом r 1 , радиусом внутренней оболочки r 2 , длиной l и удельным сопротивлением материала изоляции ρ периметр жилы составляет 2πr l . Толщина изоляции будет равна dr.

R ins = ρdr/2πr l

При интеграции получим:

R ins = ρ/2π l [loge r 2 /r 2 ]

R ins обратно пропорциональна 1/ l против R = ρ l . Где ρ (ро) — постоянная, известная как удельное сопротивление .
Некоторые кабели имеют более одного изоляционного слоя и более одной жилы. Основной провод, находящийся в центре, служит основным проводником. Другая жила служит для заземления и предотвращения выхода электромагнитных волн и излучений из кабеля. Он служит щитом. Кабели под этой категорией коаксиальные кабели.

Коаксиальный кабель проводит электрический сигнал с использованием внутреннего проводника (внутренний или основной проводник может быть любым хорошим проводником, но медь предпочтительнее из-за ее низкого удельного сопротивления, медь также может быть покрыта) содержится в основном в корпусе из ПВХ.Перед внешним корпусом из ПВХ есть два или более других изолятора с алюминиевой фольгой или медной жилой между ними. Кабели защищены от внешней среды внешней оболочкой из ПВХ. В то время как напряжение проходит через внутренний проводник, экран или корпус практически не пропускает напряжение.

Преимущество коаксиальной конструкции заключается в том, что электрические и магнитные поля ограничены диэлектриком с небольшой утечкой за пределы экрана. Благодаря уровню изоляции кабелей, препятствующему проникновению в них внешних электромагнитных полей и излучений, исключается помеха.Так как проводники с большим диаметром имеют меньшее сопротивление, меньше будет утечки электромагнитного поля. То же самое касается кабелей с большей изоляцией. Зная, что более слабые сигналы легко прерываются небольшими помехами, кабели с большим количеством слоев изоляции всегда являются хорошим выбором для передачи таких сигналов.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗОЛИРОВАННОГО КАБЕЛЯ

Отметив, что сопротивление изоляции кабеля определяется целью его проектирования, есть некоторые факторы, которые инженер должен учитывать перед проектированием кабеля.Коаксиальные кабели требуют большей изоляции, потому что кабель не только предотвращает утечку энергии, но и задерживает электромагнитное излучение. Изоляция варьируется от одного слоя до двух, трех или четырех. Кабели предназначены для разных целей.

Ниже приведены некоторые характеристики изолированных кабелей.

  •    Термостойкие кабели
  •    Высокое сопротивление изоляции
  •    Высокая устойчивость к порезам, разрывам и истиранию
  •    Улучшенные механические и электрические свойства
  •    Стойкость к маслам, растворителям и химическим веществам
  •    Устойчив к озону и атмосферным воздействиям.

7 CFR § 1755.406 — Измерение сопротивления заземления экрана или брони. | CFR | Закон США

§ 1755.406 Измерение сопротивления заземления экрана или брони.

(a) Измерения сопротивления заземления экрана или брони должны выполняться на полных участках медных кабелей и проводов, а также волоконно-оптических кабелей.

(b) Метод измерения.

(1) Измерение сопротивления заземления экрана или брони должно производиться между медным кабелем и проволочным экраном и землей, а также между броней и землей оптоволоконного кабеля соответственно. Измерение должно быть выполнено на длине кабеля или провода перед сращиванием и перед выполнением каких-либо заземляющих соединений с кабелем, экранами проводов или броней. Опционально измерение может быть выполнено на кабелях и проводах после сращивания, но все заземляющие соединения должны быть удалены с испытуемого участка.

(2) Метод измерения с использованием набора для измерения сопротивления изоляции или мегомметра мостового типа должен быть показан на рисунке 18 следующим образом:

(с) Испытательное оборудование.

(1) Измерения сопротивления заземления экрана или брони могут быть выполнены с использованием комплекта для проверки сопротивления изоляции, мегомметра мостового типа постоянного тока или имеющегося в продаже прибора для определения места повреждения.

(2) Набор для проверки сопротивления изоляции должен иметь выходное напряжение не более 500 вольт постоянного тока и может приводиться в действие вручную или работать от батареи.

(3) Мегаомметр мостового типа постоянного тока, который может питаться от переменного тока, должен иметь шкалы и множители, позволяющие точно считывать значения сопротивления от 50 000 Ом до 10 МОм. Напряжение, подаваемое на экран или броню во время испытания, должно быть не менее «250 вольт постоянного тока» и не более «1000 вольт постоянного тока» при использовании прибора с регулируемыми уровнями испытательного напряжения.

(4) Вместо вышеуказанного оборудования можно использовать имеющиеся в продаже локаторы повреждений, если они способны обнаруживать повреждения со значениями сопротивления от 50 000 Ом до 10 МОм. Эксплуатация устройств и метод обнаружения неисправностей должны соответствовать инструкциям изготовителя.

(d) Применимые результаты.

(1) Для всех новых медных кабелей и проводов и всех новых волоконно-оптических кабелей уровни сопротивления заземления экрана или брони обычно превышают 1 МОм-миля (1,6 МОм-км) при 68 °F (20 °C). Значение 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км) при 68 °F (20 °C) должно быть минимально приемлемым значением сопротивления заземления экрана или брони.

(2) Сопротивление грунта щита или брони обратно пропорционально длине и температуре. Кроме того, другими факторами, которые могут повлиять на показания, могут быть состояние почвы, неисправное испытательное оборудование и неправильные процедуры испытаний.

(3) Для метода испытания сопротивления и мегомметра мостового типа постоянного тока значение сопротивления заземления экрана или брони в ом-милях (Ом-км) должно быть рассчитано путем умножения фактического показания шкалы в омах на испытательном наборе на длину в милях (км) тестируемого кабеля или провода.

(4)

(i) Объективное сопротивление заземления экрана или брони можно определить путем деления 100 000 на длину в милях (161 000 на длину в км) испытуемого кабеля или провода.Полученное значение является минимально допустимым показанием шкалы измерителя в омах. Примеры параграфов (d)(3) и (d)(4) данного раздела следующие:

Уравнение 1. Тестовый набор: показание шкалы * длина = сопротивление-длина

75 000 Ом * 3 мили = 225 000 Ом-миля

(75 000 Ом * 4,9 км = 367 000 Ом-км)

Уравнение 2. 100 000 ом-миль ÷ длина = минимально допустимое показание измерительной шкалы

100 000 ом-миль ÷ 3 мили = 33 333 ом

(161 000 Ом-км ÷ 4.9 км = 32 857 Ом)

(ii) Поскольку 33 333 Ом (32 857 Ом) является минимально допустимым значением шкалы измерителя, а показание шкалы измерителя составляет 75 000 Ом, считается, что кабель соответствует требованиям в 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км).

(5) Из-за различий между различными материалами оболочки, используемыми при производстве кабелей или проводов, и из-за различных условий почвы нецелесообразно предоставлять простые коэффициенты для прогнозирования величины изменения сопротивления экрана или брони заземления в зависимости от температуры.Однако колебания могут быть существенными при больших отклонениях температуры от температуры окружающей среды 68 ° F (20 ° C).

(e) Запись данных. Данные должны быть скорректированы с учетом требуемой длины в ом-миль (Ом-км) и температуры 68 °F (20 °C) и должны быть записаны в форму, указанную в применимом контракте на строительство.

(f) Вероятные причины несоответствия.

(1) Когда результаты измерений сопротивления ниже требования 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км) при 68 °F (20 °C), температура оболочки, состояние грунта, испытательное оборудование и метод должны быть проверены перед кабелем. или провод считается неисправным.Если температура составляет приблизительно 68 °F (20 °C) и почвенные условия приемлемы, а показания показывают менее 100 000 ом-миль (161 000 ом-км), проверьте калибровку оборудования; а также метод испытаний. Если обнаружено, что оборудование не откалибровано, выполните повторную калибровку оборудования и повторные измерения кабеля или провода. Если температура была 86 °F (30 °C) или выше, кабель или провод должны быть повторно измерены при температуре приблизительно 68 °F (20 °C). Если испытание проводилось в необычно влажной почве, кабель или провод должны быть повторно испытаны после того, как почва достигнет нормальных условий.Если после выполнения вышеописанных шагов получено значение сопротивления 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км) или выше, кабель или провод считаются приемлемыми.

(2) Если после выполнения шагов, перечисленных в параграфе (f)(1) данного раздела, значение сопротивления кабеля или провода по-прежнему ниже требуемого значения 100 000 Ом-миль (161 000 Ом-км), неисправность должны быть изолированы путем измерения сопротивления заземления экрана или брони на отдельных участках кабеля или провода.

(3) После того, как неисправность или неисправности изолированы, оболочка кабеля или провода должна быть отремонтирована в соответствии с § 1755.200, Стандартом RUS для сращивания медных и волоконно-оптических кабелей, или вся секция кабеля или провода может быть заменена по требованию заемщик.

Провод резистора

Резисторы и провода резисторов

Резисторы используются для ограничения величины тока, протекающего через цепь.В электрических цепях они также используются для разделения напряжения и рассеивания мощности. Резисторы, используемые в электронных устройствах, обычно изготавливаются из углерода, углеродной пленки, металлической пленки и оксида металла. В резисторах с проволочной обмоткой используется металлическая проволока, обернутая вокруг материала сердечника, часто из керамики, стекловолокна или пластика.

Ограничивая ток, резисторы выделяют тепло. В электронном оборудовании это считается нежелательным побочным эффектом. Однако, если желаемым результатом является нагрев, резисторы обеспечивают отличный пассивный источник тепла.Резисторы могут быть постоянными или переменными в зависимости от доступного сопротивления. Это означает, что количество тепла также может варьироваться. Использование резистивной проволоки позволяет пользователю создавать желаемое количество тепла, используя различные материалы и размеры проволоки.


Типы проводов сопротивления Нихром

часто используется для изготовления резисторной проволоки. Нихром представляет собой сплав хрома и никеля, иногда с добавлением железа.Различные материалы и процентное содержание материалов позволяют создавать различное удельное сопротивление. Этот основной сплав устойчив к коррозии и имеет высокую температуру плавления, приблизительно 1400°C (2552°F). Устойчивость к высоким температурам делает его отличным выбором для обогрева.

Нихром 60 представляет собой сплав 60% никеля, 16% хрома и 24% железа. Нихром 60 имеет температуру плавления 1350°C (2462°F) и максимальную рабочую температуру 900°C (1652°F). Имеется диаграмма для определения удельного сопротивления при определенных температурах.

Никель-железные (NiFe) сплавы

имеют высокий температурный коэффициент при низком удельном сопротивлении. Провода резисторов с этими сплавами создают нагревательные элементы, которые будут уменьшать требуемую мощность при повышении температуры.

Канталовая проволока

также является отличным выбором в качестве резисторной проволоки в устройствах, производящих тепло. Kanthal A-1 часто используется в печах.

Сплавы Kanthal

обеспечивают более постоянную температуру элемента и более жесткие допуски.Проволока легче по весу по сравнению со сплавами NiFe или NiCr. Также он менее подвержен коррозии.


Выбор провода

Чтобы правильно выбрать провод резистора для проекта, необходимо учитывать удельное сопротивление провода. Термическая способность, включая температуру плавления, имеет решающее значение. Сплавы необходимо выбирать по коррозионной стойкости и весу. В приложениях, требующих точной температуры, допуски для проволоки также должны учитываться при принятии решения.

Общие расчеты

Ток или сила тока протекает через устройство или резистор. Напряжение проходит через устройство или резистор. Сопротивление измеряется в Омах. Закон Ома предлагает простые методы определения напряжения, силы тока и сопротивления:

В = ИК

Напряжение (В) = ток (I), умноженный на сопротивление (R)

Чтобы найти ток, закон Ома переставляется:

И = В/Р

Ток = напряжение, деленное на сопротивление.

Чтобы найти сопротивление:

Р = В/И

Сопротивление = напряжение, деленное на ток.

Например, если вы измеряете напряжение 12 вольт при токе 40 миллиампер, сопротивление составляет 300 Ом.

Формула, используемая для физического сопротивления провода: Сопротивление = rL/A . Чтобы определить величину сопротивления, обеспечиваемого отрезком провода, вам необходимо знать три фактора.

1) Длина провода, обозначенная символом L .
2) Площадь поперечного сечения или диаметр провода, обозначенный символом A .
3) Постоянное удельное сопротивление материала провода, обозначаемое символом r .

Это означает, что чем больше диаметр провода, тем меньшее сопротивление он будет оказывать.

Мощность или тепловыделение также можно определить по формулам.

P = I2R — сумма тока в квадрате, умноженная на сопротивление.

P = IV — сумма тока, умноженная на напряжение.

P = V2/R — квадрат напряжения, деленный на сопротивление.


Дополнительные полезные формулы

Количество электрической или тепловой энергии, выделяемой во времени, определяется интегралом мощности во времени.

 

P = f t2/t1 v(t)I(t)dt

Удельное сопротивление при 20°C (68°F)

Вт мм2/м (Вт/см2)


Определение размера и типа провода резистора

Вопрос: Если я знаю желаемое напряжение и мощность, как мне рассчитать/узнать, какой размер и тип провода подходит для изготовления резистора или нагревательного элемента?

Ответ: Когда вы знаете напряжение системы и мощность или мощность, которую вы хотите получить, вы можете использовать стандартную формулу мощности для определения необходимого сопротивления.

П = В2/Р

Измените эту формулу для определения сопротивления: R = V2/P

Грубый расчет для создания 1000-ваттного нагревательного элемента на 250-вольтовом источнике питания показывает, что вам потребуется сопротивление 62,5 Ом.

250 вольт в квадрате = 62500 вольт. 62500 вольт разделить на 1000 ватт = 62,5 Ом.

Полные расчеты требуют учета длины провода и удельного сопротивления. В приведенной ниже таблице приведена краткая справочная информация по расчету типа проволоки и калибра.Например, чтобы нагреть нихромовую проволоку 32 AWG до 400°F, требуется 0,68 ампер. Мы можем помочь вам с расчетами, чтобы определить тип и сечение провода сопротивления, которое вам нужно.

Манометр (AWG) Нихром 60
1150°C (210°F)
Кантал A1
1400°C (2550°F)
16   *
18 *  
20 *  
22 *  
24 *  
26 *  
27   *
28   *
29   *
30   *
32 * *
33   *
34   *
36    

Свободные веса VS Тросы для силовых тренировок

Свободные веса дают больше возможностей для создания импульса в упражнении. Это НЕ обязательно плохо. Есть время и место, где это качество может быть полезным. Чтобы узнать больше об этом, прочтите «Импульс: правильное применение силовых тренировок».

Важно помнить, что импульс возникает в обоих направлениях; как концентрическую, так и эксцентрическую часть движения. Это означает, что в определенных упражнениях, где существует больший риск травмы в удлиненном положении (приседания, жим лежа), если возникает избыточная величина импульса, превышающая то, что вы можете остановить в пределах вашего активного диапазона.

Тем не менее, это также позволяет вам потенциально изменить профиль сопротивления определенных упражнений, просто изменив свое намерение в концентрической части. Примером этого может быть использование Tempo Super Set.

Если вы хотите создать импульс на концентрических движениях, например, в некоторых неврологических тренировках для увеличения силы, то свободные веса могут быть хорошим вариантом.

Тросы ограничивают количество импульса, который может быть произведен. Это также означает, что вы можете выполнять более быстрые повторения с минимальной потерей напряжения, особенно в зависимости от соотношения используемой системы блоков.

Научное предупреждение: системы шкивов 2:1 эффективно воспринимают ½ усилия для перемещения заданного груза. Таким образом, если весовой стек составляет 100 фунтов, для его перемещения потребуется всего 50 фунтов силы. Конец троса, за который вы тянете, также сместится в 2 раза больше, чем сместится весовой стек. Точно так же система шкивов 4: 1 потребляет ¼ силы для перемещения груза, а конец троса, за который вы тянете, будет перемещаться в 4 раза дальше, чем весовой стек. Вот почему блок 4:1 ограничит вашу способность создавать импульс больше, чем блок 2:1.

Это может быть очень полезно для метаболической тренировки, когда вам могут не понадобиться более длинные эксцентрические упражнения, возможно, для минимизации механических повреждений или просто для того, чтобы больший процент вашей работы был концентрическим, тем самым создавая большее производство энергии и метаболитов.

Другим фактором, создаваемым тросами, является трение, создаваемое шкивами. Этим трением часто можно пренебречь, но когда между вами и весовым стеком находится больше шкивов, оно может немного возрасти. Это трение фактически сделает сопротивление немного больше на концентрической и немного меньше на эксцентрической.

Это также может быть полезно при метаболической тренировке, когда вы хотите ограничить потенциальные механические повреждения и максимизировать метаболический стресс. Теперь не придавайте слишком большого значения (неуместный каламбур) влиянию небольшой разгрузки на эксцентрик и ограничению механического повреждения, поскольку оно очень мало по сравнению с величиной других факторов; тренировка в растянутом диапазоне мышц, перегрузка мышцы в растянутом положении, тренировка в состоянии сильного утомления или с многократными подходами до отказа.Было упомянуто, что необходимо завершить рассмотрение как можно точнее.

 

Кабели

Техническая информация | Радиационная стойкость

Среды с высоким уровнем излучения исторически ставили разработчиков микроволновых систем перед трудным выбором коаксиального кабеля: полужесткий кабель или гибкий кабель с внешним экраном. Проблемы, связанные с конфигурированием и прокладкой полужестких кабелей, хорошо известны. Стандартные гибкие кабели с фторуглеродными оболочками и диэлектриками изнашиваются при воздействии высоких уровней радиации.Внешние экраны утяжеляют и усложняют гибкие кабельные трассы.

Расчетная радиационная стойкость

Кабели

GORE ® для космических полетов спроектированы таким образом, чтобы выдерживать высокие уровни радиации, встречающиеся во многих спутниковых приложениях. Мы сочетаем радиационно-стойкие материалы с нашими проверенными базовыми конструкциями, чтобы создать практичный и гибкий кабель для сред с высоким уровнем радиации. Наш радиационно-стойкий кабель сохраняет базовую конструкцию и характеристики нашего стандартного микроволнового кабеля.

Стандартная конструкция космического полета

Наша стандартная сборка для космических полетов подходит для большинства радиационных сред. Эта сборка отличается от нашего базового заземляющего кабеля тем, что она изготовлена ​​из радиационно-стойкого материала оболочки TEFZEL®. Этот материал гарантирует, что кабель останется конструктивно прочным во время радиационного облучения.

Характеристики сборки микроволновки

GORE ® В сборках для космических полетов используются диэлектрические жилы, идентичные тем, которые используются в наших основных типах кабелей.Все типы кабелей Gore для космических полетов соответствуют общепринятым максимальным показателям вакуумной дегазации для космических аппаратов (1,0% TML и 0,10% CVCM). Низкое или сверхнизкое затухание этих типов кабелей сохраняется, и применяются те же самые вносимые потери и гарантии КСВН.

Соединители с космическими характеристиками

Большинство соединителей, доступных для наших основных типов кабелей, также могут быть выбраны для нашего радиационно-стойкого кабеля. Если указано, окончание сборки может включать материалы, не выделяющие газа при экстремальных температурах, и может быть собрано в соответствии со стандартами высокой надежности для космических полетов.Также доступны все наши вентилируемые соединители SMA и TNC, препятствующие множественному падению.

Радиационная стойкость в широком диапазоне воздействия

Тип и интенсивность высокоэнергетического излучения, встречающегося в космосе, зависит от траектории космического корабля, угла падения излучения и наличия или отсутствия внешней защиты.

Стандартные сборки Gore для космических полетов характеризуются механическими и электрическими характеристиками при облучении до 100 Мрад (см. влияние радиации на изменение вносимых потерь производительности GMCA по сравнению с 100 Мрад).кабельный график частоты 28 ниже). После воздействия 100 мегарад (107 рад) оболочка остается гибкой, а механические характеристики ухудшаются лишь незначительно.

Вам может понравится

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *