سیم و کابل چیست؟

سیم چیست؟

انرژی الکتریکی بدون روشی برای انتقال ،مفهومی بیفایده است .همانطور که می دانیم برای انتقال انرژی الکتریکی از سیم استفاده می شود. سیم یک رشته ی نازک فلزی است که قادر است انرژی الکتریکی را از یک نقطه به یک نقطهی دیگر منتقل کند. از سیم ها همچنین برای اتصالات در مدار و گاهی مشخصا برای انتقال داده استفاده می شود.اجزای تشکیل دهنده ی سیم یک لایه هادی مسی یا آلومینیومی و یک لایه عایق جهت محافظت است.هادی مسی هدایت بیشتری نسبت به هادی آلومینیومی دارد اما به لحاظ قیمت گران تر از آلومینیوم است.سیم ها گاهی کد رنگی دارند که به شناسایی آنها کمک می کند.

کابل چیست؟

یک کابل اغلب از دو یا چند سیم تشکیل شده است که بهصورت تاب خورده یا بافته شده به هم متصل شده اند تا یک مجموعه ی واحد را تشکیل دهند .در فیلد مکانیک کابل به یک طناب محکم و سنگین اشاره داردکه در اصطلاح به آنها طناب سیم گفته می شود و از آن برای بلند کردن،کشیدن ،یدک کشی یا انتقال نیرو از طریق کشش استفاده می شود.در مهندسی برق از کابل برای انتقال جریان الکتریکی مانند انواع دیتا،سیگنال تلفن و...استفاده می شود.

تفاوت های سیم و کابل 

در واقع همانطور که در تعریف سیم و کابل اشاره کردیم برای محافظت از هادی در برابر نشتی، برق گرفتگی و سایر موارد، لایه ای تحت عنوان عایق برای جلوگیری از موارد گفته شده روی آن کشیده می شود و ساختاری به اسم سیم را تشکیل میدهد. سپس اگر بر اثر نیاز، بر روی سیم به لایه هایی مثل شیلد، آرمور، اسکرین احتیاج داشتیم و یا خواستیم چند سیم را روی هم قرار دهیم از لایه ی دیگری که آن را غلاف بیرونی یا ژاکت می نامند استفاده می کنیم. لایه ی ژاکت که بر روی لایه های دیگر قرار می گیرد تجهیز دیگری می سازدکه کابل نامیده می شود. 

در نگاه اول اصطلاح  سیم و کابل شبیه به هم به نظر می رسد اما اگر به صورت تخصصی مورد بررسی قرارگیرند تفاوت های آنها نمایان می شود.به زبان ساده تر از عمده ترین تفاوت های سیم و کابل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هادی با یک لایه روکش عایقی : سیم 
•  هادی با دو روکش ( عایق+ژاکت) : کابل 
• دامنه و کاربرد سیم ها می توان متفاوت باشد باید توجه داشت که سیم ها به نسبت کابل ها پرکاربرد تر هستند.
• از لحاظ  قدرت ،کابل ها از سیم ها قوی تر بوده و از استحکام بالاتری برخوردارند. 
• قطر سیم ها اندازه گیری شده و سیم ها معمولا از طریق اندازه قطر و نوع عایق دسته بندی می شوند اما کابل ها بر اساس تعداد سیم های موجود طبقه بندی می شوند.
• کابل ها معمولا شامل یک خط مثبت هستند که حامل جریان است و یک خط خنثی که حلقه را کامل می کند و یک خط نول که زمین می شود.
• تفاوت دیگر سیم و کابل در انواع آنها است که موجب به وجود آمدن کاربردهای گوناگون می شود.برای مثال برای انتقال انرژی در فواصل دور از کابل های جفت پیچ خورده استفاده می شود یا در برای متصل کردن بخش های مختلف  کامپیوتر از کابل های چند رشته ای استفاده می شود.

مشخصات عمومی کابل ها 

1. انعطاف پذیری 
2. سایز کابل 
3. مشخصات امپدانس 
4. ظرفیت جریان حامل 

چگونگی تولید،انتقال و توزیع انرژی الکتریکی 

نقش انرژی الکتریکی در طبیعت مانند جریان یافتن خون در رگ موجود زنده است.یکی از مهم ترین مزایای انرژی الکتریکی ، سهولت در نقل و انتقال و توزیع این انرژی بسیار ارزشمند در مسافت های طولانی است که آن را در مقایسه با سایر صور انرژی، به پرمصرف ترین شکل انرژی تبدیل می نماید.برای تولید انرژی الکتریکی به یک انرژی مکانیکی نیاز است تا بتواند مولد الکتریکی را به حرکت در بیاورد. این نیرو میتواند نیروی آب ،بخار آب یا احتراقی باشد. انرژی الکتریکی پس از تولید از طریق کابل های زمینی یا هوایی به کمک پایه ها به محل توزیع می رسدو از آنجا به کارخانه، فروشگاه و .. به مصرف می رسد.

در ابتدا، فرایند انتقال توان الکتریکی متناسب با ولتاژ مصرف کنندگان صورت می گرفت که این مساله به دلیل استفاده از توان الکتریکی به صورت DC بود و با توجه به این که انواع مختلف دستگاه های مصرف کننده مثل موتورهای الکتریکی یا لامپ ها با ولتاژهای متفاوتی کار می کردند، نیاز به این بود که برای هر کدام از این مصرف کننده ها ژنراتور جداگانه ای مورد استفاده قرار گیرد به همین دلیل، طراحی و بهره گیری از یک شبکه سراسری انتقال و توزیع برق، امکان پذیر نبود.

تولید انرژی الکتریکی: یکی از روش های تولید انرژی الکتریکی به وسیله ی انرژی آب است که از طریق انبارکردن آب پشت سدها به دست می آید. اما باید در نظر داشت که سدها دور از مناطق مسکونی هستند.روش دیگر استفاده از سوخت های فسیلی است و انرژی تولید شده حاصل از سوخت بنزین، مازوت وگازوئیل از طریق ماشین های احتراقی به حرکت تبدیل میشود، این انرژی از طریق محور مولد برق انتقال می یابد و در خروجی ظاهر می شد.

انتقال انرژی الکتریکی: نیروگاه ها به دلیل شرایط طبیعی از مراکز مصرف فاصله دارند.بنابراین برای انتقال انرژی از نیروگاه ها به مراکز مصرف نیاز به هادی هایی با قطر زیاد است ،از طرفی به دلیل مقاومت اهمی بالای هادی وعبور جریان زیاد تلفات در آنها افزایش می یابد. متخصصان دریافتند برای کاهش تلفات در انتقال انرژی از ترانسفورماتور استفاده کنند که ولتاژ را افزایش داده و جریان را کاهش می دهد .نتیجتا سطح مقطع هادی نیز کوچک شده و تلفات و هزینه شبکه کمتر میشود. پس از افزایش ولتاز توسط ترانسفورماتور انرژی برق از طریق کابل های هوایی یا زمینی به مراکز مصرف منتقل می شود و توسط ترانسفورماتور دیگری با توجه به نیاز مرکز مصرف ولتاژ کاهش می یابد.
توزیع انرژی الکتریکی:همانطور که می دانیم ، ولتاژ انرژی الکتریکی از طریق ترانسفورماتور متناسب با مراکز مصرفی کاهش پیدا می کند اما همچنان این ولتاژ برای شبکه ی مصرفی زیاد است ،لذا از پست های توزیع محلات که زرد رنگ هستند استفاده می شود. این پست ها ولتاژ ۱۱کیلو ولت را به ولتاژ ۴۱۱ولت سه فاز و ۱۸۰ولت تک فاز تبدیل می کند. 

مشخصات عمومی کابل ها 

1. مشخصات امپدانس 
2. ظرفیت جریان های حامل 
3. سایز کابل 
4. انعطاف پذیری 

مشخصات امپدانس:طبق استاندارد های جهانی مشخصات امپدانس برای کابل های ظرفیت پایین از 100 اهم تا 150 اهم می باشد ،برای امپدانس و توان بالا به کابل های 50 و 75 اهم احتیاج است.

جریان حامل:ظرفیت جریان حامل متناسب با سطح مقطع هسته است و افت ولتاژ در کابل و حرارت ایجاد شده مشخصا زمانی اتفاق می افتد که جریان عبوری محدود شده باشد. 

سایز کابل:برای سایز کردن کابل باید به مواردی هم چون میرایی،توان و ولتاژ برق توجه نمود.میرایی وابسته به عکس سطح مقطع هادی اما توان و ولتاژ وابسته به سطح مقطح هادی است.برای کاهش هزینه ،سطح مقطع و طول مکانیکی کابل باید کاهش یابد،کاهش این پارامتر کم شدن میرایی را به همراه دارد .در نهایت با در نظر گرفتن تمام این فاکتورها سایز استاندارد انتخاب می شود. 

انطاف پذیری: انعطاف پذیری هسته ی کابل قابل کنترل است وهرچه انعطاف پذیری استاندارد کابل بیشتر باشد نشتی کابل بیشتر است.

عوامل موثر در انتخاب نوع کابل 

1. بار مورد نظر و ظرفیت مجاز  
2. ولتاژ اسمی 
3. افت ولتاژ مجاز 
4. حفاظت مدار 
5. بار اتصال کوتاه 
6. شرایط مکانیکی 
7. شرایط محیطی 
8. مشخصات فنی