_line.jpg/1280px-Sample_cross-section_of_high_tension_power_(pylon)_line.jpg)
Проволока представляет собой гибкий круглый металлический стержень .
Проволоку обычно получают путем вытягивания металла через отверстие в матрице или волочильной пластине . Сечения проводов бывают различных стандартных размеров, что выражается в номере сечения или площади поперечного сечения .
Проволоки используются для восприятия механических нагрузок , часто в виде тросов . В электрических и телекоммуникационных сигналах «провод» может относиться к электрическому кабелю , который может содержать «сплошную жилу» из одного провода или отдельные жилы в многожильной или плетеной форме.
Обычно провод имеет цилиндрическую геометрию, но может также иметь квадратное, шестиугольное, сплющенное прямоугольное или другое поперечное сечение либо для декоративных целей, либо для технических целей, таких как высокоэффективные звуковые катушки в громкоговорителях . Витые пружины с краевой намоткой , такие как игрушка «Слинки» , изготовлены из специальной расплющенной проволоки. [1]
В древности ювелирные изделия часто содержали большое количество проволоки в виде цепочек и аккуратно выполненных украшений, которые должны были быть изготовлены какими-то эффективными, если не технически продвинутыми, способами . В некоторых случаях полосы, вырезанные из листового металла, превращали в проволоку, протягивая их через отверстия в каменных бусинах. Это приводит к тому, что полоски сгибаются, образуя тонкие трубочки. Эта техника рисования полосок использовалась в Египте во времена 2-й династии ( ок. 2890 – ок. 2686 до н.э. [2] ). С середины II тысячелетия до нашей эры для большинства золотых проволок в ювелирных изделиях характерны линии швов, идущие по спирали вдоль проволоки. Такие скрученные полосы можно превратить в сплошные круглые проволоки, прокатав их между плоскими поверхностями или методом волочения полосовой проволоки. Метод изготовления ленточной крученой проволоки был заменен волочением в древнем Старом Свете где-то между 8 и 10 веками нашей эры. [3] Есть некоторые свидетельства того, что до этого периода использовалось рисование дальше на восток. [4]
Квадратные и шестиугольные проволоки, возможно, изготавливались методом обжатия . В этом методе металлический стержень ударяли между металлическими блоками с канавками или между пуансоном с канавками и металлической наковальней с канавками . Обжимка имеет глубокую древность и, возможно, датируется началом 2-го тысячелетия до нашей эры в Египте, а также бронзовым и железным веками в Европе для гривен и фибул . Скрученная проволока квадратного сечения — очень распространенный филигранный декор в ранних этрусских украшениях.
Примерно в середине 2-го тысячелетия до нашей эры была введена новая категория декоративных трубок, имитирующих линию гранул. Настоящая бисерная проволока, полученная путем механического искажения проволоки круглого сечения, появилась в Восточном Средиземноморье и Италии в седьмом веке до нашей эры, возможно, ее распространили финикийцы . Бисерная проволока продолжала использоваться в ювелирных изделиях и в наше время, хотя она в значительной степени вышла из моды примерно в десятом веке нашей эры, когда две тянутые круглые проволоки, скрученные вместе, образуя так называемые «веревки», стали более простой в изготовлении альтернативой. . Предшественником бисерной проволоки могут быть полоски и проволока с надрезами, которые впервые появились примерно в 2000 году до нашей эры в Анатолии .
.jpg/1280px-Sophie_Ryder's_%22Sitting%22_(side_view).jpg)
Проволоку тянули в Англии со средневекового периода. Проволока использовалась для изготовления шерстяных открыток и булавок, промышленных товаров, импорт которых был запрещен Эдуардом IV в 1463 году. [5] Первая проволочная фабрика в Великобритании была основана в Тинтерне примерно в 1568 году основателями Компании по производству минералов и батарей. Уорса , который имел на это монополию . [6] Помимо второй проволочной фабрики в соседнем Уайтбруке, [7] до второй половины 17 века не было других проволочных фабрик. Несмотря на существование мельниц, волочение проволоки до мелких размеров продолжало производиться вручную.
Согласно описанию начала 20-го века, «[проволока] обычно тянется цилиндрической формы; но она может быть изготовлена любого желаемого сечения, варьируя очертания отверстий в волочильной пластине, через которые она пропускается в Процесс производства.Вытяжная пластина или матрица представляет собой кусок твердого чугуна или твердой стали, а для тонкой работы это может быть алмаз или рубин.Цель использования драгоценных камней состоит в том, чтобы обеспечить возможность использования матриц для Алмазные штампы необходимо растачивать повторно, когда они потеряли первоначальный диаметр отверстия, но металлические штампы снова доводятся до нужного размера путем забивания отверстия и последующего выдавливания его. корректировать диаметр с помощью пробойника». [8]
Проволока часто уменьшается до желаемого диаметра и свойств путем многократного протягивания через все меньшие по размеру матрицы или традиционно через отверстия в волочильных пластинах . После нескольких проходов проволоку можно отжечь , чтобы облегчить вытяжку или, если это готовое изделие, чтобы максимизировать пластичность и проводимость .
Электрические провода обычно покрывают изоляционными материалами , такими как пластик, резиноподобные полимеры или лак. В настоящее время изоляция и оболочка проводов и кабелей осуществляется путем пропускания их через экструдер. Раньше материалы, используемые для изоляции, включали обработанную ткань или бумагу и различные продукты на масляной основе. С середины 1960-х годов преобладали пластмассы и полимеры , обладающие свойствами, аналогичными резине.
Два или более провода могут быть свернуты концентрически и разделены изоляцией, образуя коаксиальный кабель . Провод или кабель можно дополнительно защитить такими веществами, как парафин , какой-либо консервирующий состав, битум, свинец , алюминиевая оболочка или стальная лента. Скручивающие или покрывающие машины наматывают материал на проволоку, которая быстро проходит сквозь нее. Некоторые из самых маленьких машин для хлопкового покрытия имеют большой барабан, который захватывает проволоку и перемещает ее через зубчатые колеса; проволока проходит через центр дисков, установленных над длинной станиной, и каждый диск несет в себе количество бобин , варьирующееся от шести до двенадцати и более в разных машинах. На каждую бобину наматывают запас укрывного материала, а конец выводят на проволоку, занимающую центральное положение относительно бобины; последние вращаются с подходящей скоростью вместе со своими дисками, в результате чего хлопок подается на проволоку, наматываясь по спирали так, чтобы перекрываться. Если требуется много прядей, диски дублируются, так что можно нести до шестидесяти катушек, при этом второй набор прядей укладывается поверх первого. [8]
Для более тяжелых кабелей, которые используются для электрического освещения и питания, а также для подводных кабелей, машины несколько отличаются по конструкции. Проволока по-прежнему проходит через полый вал, но бобины или катушки с покрывающим материалом установлены шпинделями под прямым углом к оси проволоки и лежат в круглой клетке, которая вращается на роликах внизу. Различные нити, выходящие из катушек в разных частях окружности клетки, ведут к диску на конце полого вала. Этот диск имеет перфорацию, через которую проходит каждая жила и сразу же наматывается на трос, который в этом месте скользит через подшипник. Зубчатые передачи с определенными передаточными числами используются для того, чтобы заставить намоточный барабан для троса и клетку для катушек вращаться с подходящими относительными скоростями, которые не изменяются. Клетки умножаются для скручивания множеством лент или прядей, так что машина может иметь шесть бобин на одной клетке и двенадцать на другой. [8]
Сплошная проволока, также называемая одножильной или одножильной проволокой, состоит из одного куска металлической проволоки. Сплошной провод полезен для подключения макетов. Сплошная проволока дешевле в производстве, чем многожильный провод, и используется там, где гибкость проволоки не требуется. Сплошная проволока также обеспечивает механическую прочность; и, поскольку он имеет относительно меньшую площадь поверхности, которая подвергается воздействию коррозийных веществ, он обеспечивает защиту от окружающей среды.
Многожильный провод состоит из нескольких маленьких проводов, связанных или обернутых вместе, образуя более крупный проводник. Многожильный провод более гибок, чем одножильный провод той же общей площади поперечного сечения. Многожильный провод используется, когда требуется повышенная устойчивость металла к усталости . К таким ситуациям относятся соединения между печатными платами в устройствах с несколькими печатными платами, где жесткость сплошного провода может вызвать слишком большую нагрузку в результате перемещения во время сборки или обслуживания; Сетевые шнуры переменного тока для бытовой техники; кабели музыкальных инструментов; кабели компьютерной мыши; сварочные электродные кабели; тросы управления, соединяющие движущиеся части машин; кабели для горнодобывающих машин; протяжные машинные тросы; и многие другие. На высоких частотах ток проходит вблизи поверхности провода из-за скин-эффекта , что приводит к увеличению потерь мощности в проводе. Может показаться, что многожильный провод уменьшает этот эффект, поскольку общая площадь поверхности жил больше, чем площадь поверхности эквивалентного одножильного провода, но обычный многожильный провод не уменьшает скин-эффект, поскольку все жилы закорочены вместе и ведут себя как одиночный проводник. Многожильный провод будет иметь более высокое сопротивление, чем одножильный провод того же диаметра, поскольку поперечное сечение многожильного провода не полностью состоит из меди; между нитями неизбежны промежутки (это проблема упаковки кругов внутри круга ). Говорят, что многожильный провод с тем же поперечным сечением проводника, что и одножильный провод, имеет такое же эквивалентное сечение и всегда больший диаметр. Однако во многих высокочастотных приложениях эффект близости более серьезен, чем скин-эффект, и в некоторых ограниченных случаях простой многожильный провод может уменьшить эффект близости. Для улучшения характеристик на высоких частотах можно использовать многожильный провод , отдельные жилы которого изолированы и скручены по специальной схеме.
Чем больше отдельных жил в пучке проводов, тем более гибким, устойчивым к излому, разрыву и прочнее становится провод. Однако большее количество нитей увеличивает сложность и стоимость производства. По геометрическим причинам обычно наименьшее количество нитей — 7: одна посередине и 6 окружающих ее в тесном контакте. Следующий уровень — 19, то есть еще один слой из 12 прядей поверх 7. После этого число варьируется, но обычно встречаются 37 и 49, а затем в диапазоне от 70 до 100 (число уже не точное). Большие количества обычно встречаются только в очень больших кабелях. Для приложений, где провод движется, 19 — это наименьшее значение, которое следует использовать (7 следует использовать только в тех случаях, когда провод размещен, а затем не перемещается), а 49 — намного лучше. Для приложений с постоянным повторяющимся движением, таких как сборочные роботы и провода для наушников , обязательно от 70 до 100 . Для применений, требующих еще большей гибкости, используется еще больше прядей (обычный пример — сварочные кабели, но также и любые применения, требующие перемещения проволоки в труднодоступных местах). Одним из примеров является проволока 2/0, состоящая из 5292 жил проволоки № 36 калибра . Пряди упорядочиваются, сначала создавая пучок из 7 прядей. Затем 7 из этих пакетов объединяются в суперпакеты. Наконец, для изготовления окончательного кабеля используются 108 супержгутов. Каждая группа проволок намотана по спирали так, что при изгибе проволоки растянутая часть пучка перемещается вокруг спирали к части, которая сжимается, что позволяет проволоке испытывать меньшее напряжение.
Предварительно плавленая проволока — это многожильный провод, состоящий из жил, которые сильно лужеют , а затем сплавляются вместе. Проволока с предохранителем обладает многими свойствами сплошной проволоки, за исключением того, что вероятность ее поломки меньше. [9]
Плетеная проволока состоит из нескольких маленьких жил, сплетенных вместе. [10] Плетеные провода нелегко сломать при сгибании. Плетеные провода часто используются в качестве электромагнитного экрана в кабелях с шумоподавлением.
Проволока имеет множество применений. Он является сырьем для многих важных производителей , таких как производство проволочных сеток , инженерных пружин, производство проволочной ткани и прядение проволочных канатов , в которых он занимает место, аналогичное текстильному волокну . Проволочная сетка всех степеней прочности и мелкости ячеек применяется для просеивающих и сортировочных машин, для осушения бумажной массы, для оконных решеток и для многих других целей. Огромное количество алюминия , меди , никеля и стальной проволоки используется для изготовления телефонных кабелей и кабелей передачи данных , а также в качестве проводников при передаче электроэнергии и отоплении . Не меньшим спросом она пользуется для фехтования, много расходуется на строительство подвесных мостов , клеток и т. д. При изготовлении струнных музыкальных инструментов и научных инструментов проволока опять-таки широко применяется. Проволока из углеродистой и нержавеющей пружинной стали широко применяется в производстве пружин для важных деталей/компонентов автомобильного или промышленного производства. Изготовление булавок и заколок ; производство игл и рыболовных крючков ; изготовление гвоздей, колышков и заклепок; и чесальные машины потребляют большое количество проволоки в качестве сырья. [8]
Не все металлы и металлические сплавы обладают физическими свойствами, необходимыми для изготовления полезной проволоки. Металлы должны быть прежде всего пластичными и прочными на растяжение, от качества которых принципиально зависит полезность проволоки. Основными металлами, подходящими для изготовления проволоки и обладающими почти одинаковой пластичностью, являются платина , серебро , железо , медь , алюминий и золото ; и только из них и некоторых их сплавов с другими металлами, главным образом из латуни и бронзы , изготавливают проволоку. [8]
При тщательной обработке можно получить чрезвычайно тонкую проволоку. Однако проволока специального назначения изготавливается из других металлов (например, вольфрамовая проволока для нитей лампочек и электронных ламп из-за ее высокой температуры плавления). Медные провода также покрываются другими металлами, такими как олово, никель и серебро, чтобы выдерживать различные температуры, обеспечивать смазку и облегчать удаление резиновой изоляции с меди.
Металлические проволоки часто используются для создания более низких звуковых «струн» в струнных инструментах , таких как скрипки , виолончели и гитары , а также в ударных струнных инструментах, таких как фортепиано , цимбалы , добро и цимбалы . Чтобы увеличить массу на единицу длины (и, таким образом, еще больше снизить высоту звука), основной провод иногда можно спирально обернуть другой, более тонкой жилой провода. Говорят, что такие музыкальные струны «перекручены»; добавленный провод может иметь круглое поперечное сечение («круглая намотка») или сплющенный перед намоткой («плоская намотка»).
Примеры включают в себя:
Словарное определение провода в Викисловаре