Проволока

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 . краевой намоткой Витые пружины с , такие как игрушка «Слинки» , изготовлены из специальной расплющенной проволоки. ^[1]

История

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 полосками использовалась в Египте во времена 2-й династии ( ок. 2890 – ок. 2686 до н. э.). ^[2]). С середины II тысячелетия до н.э. 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 скрученной 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 .

Проволоку тянули в Англии со средневекового периода. Проволока использовалась для изготовления шерстяных открыток и булавок — промышленных товаров, ввоз которых был запрещен Эдуардом IV в 1463 году. ^[5] Первый проволочный стан в Великобритании был основан в Тинтерне примерно в 1568 году основателями Компании минеральных и аккумуляторных заводов , имевшей на это монополию . ^[6] Если не считать второго проволочного стана в соседнем Уайтбруке, ^[7] До второй половины 17 века других проволочных заводов не было. Несмотря на существование мельниц, волочение проволоки до мелких размеров продолжало производиться вручную.

Согласно описанию начала 20-го века, «проволоку обычно тянут цилиндрической формы; но ее можно изготовить любого желаемого сечения, изменяя очертания отверстий в волочильной пластине, через которые она пропускается в Процесс изготовления. 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 - обеспечить возможность использования матриц. Алмазные штампы необходимо растачивать, когда они потеряли свой первоначальный диаметр отверстия, но металлические штампы снова доводятся до размера путем забивания отверстия и последующего выдавливания его. корректировать диаметр с помощью пробойника». ^[8]

Производство

Коаксиальный кабель , один из примеров изолированного провода в оболочке.

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 из дисков несет в себе несколько бобин, варьирующихся 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, и в результате 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]

Формы

Твердый

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, подверженной воздействию коррозионных веществ, защиту от окружающей среды.

Застрял

Многожильный провод состоит из нескольких маленьких проводов, связанных или обернутых вместе, чтобы сформировать более крупный проводник. Многожильный провод более гибок, чем одножильный провод той же общей площади поперечного сечения. Многожильный провод используется, когда повышенная устойчивость металла к усталости требуется . 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; переменного тока Сетевые шнуры 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 прядями неизбежны просветы (это упаковки кругов задача 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 трос движется, 19 — это наименьшее значение, которое следует использовать (7 следует использовать только в тех случаях, когда трос размещается, 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. ^{[ нужна ссылка ]}. 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, чтобы проволока испытывала меньшую нагрузку.

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]

Плетеный

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.

Использование

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 просеивающих 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. булавок и заколок Изготовление ; игла и рыболовные крючки ; 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:

Соединительный провод представляет собой одно- или многожильный изолированный провод малого и среднего сечения. ^[11] используется для выполнения внутренних соединений внутри электрических или электронных устройств. Его часто лужеют для улучшения паяемости .
Проволочное соединение — это применение микроскопических проводов для создания электрических соединений внутри полупроводниковых компонентов и интегральных схем.
Магнитный провод представляет собой сплошной провод, обычно медный , который, чтобы обеспечить более плотную намотку при изготовлении электромагнитных катушек , изолируется только лаком, а не более толстым пластиком или другой изоляцией, обычно используемой в электрических проводах. Он используется для намотки двигателей , трансформаторов , индукторов , генераторов , динамиков катушек и т. д. ( Для получения дополнительной информации о медном магнитном проводе см.: Медный провод и кабель#Магнитный провод (Обмоточный провод) . ).
Коаксиальный кабель — это кабель, состоящий из внутреннего проводника, окруженного трубчатым изолирующим слоем, обычно изготовленным из гибкого материала с высокой диэлектрической проницаемостью, который затем окружен другим проводящим слоем (обычно из тонкой плетеной проволоки для обеспечения гибкости или из тонкую металлическую фольгу), а затем, наконец, снова покрывают снаружи тонким изолирующим слоем. Термин «коаксиальный» происходит от того, что внутренний проводник и внешний экран имеют одну и ту же геометрическую ось. Коаксиальные кабели часто используются в качестве линии передачи радиочастотных сигналов. В гипотетическом идеальном коаксиальном кабеле электромагнитное поле, несущее сигнал, существует только в пространстве между внутренним и внешним проводниками. Практичные кабели в высокой степени достигают этой цели. Коаксиальный кабель обеспечивает дополнительную защиту сигналов от внешних электромагнитных помех и эффективно передает сигналы с низким уровнем излучения по длине кабеля, что, в свою очередь, влияет на теплопроводность провода.
Провод динамика используется для создания низкоомного электрического соединения между динамиками и усилителями звука. Некоторые современные провода для громкоговорителей высокого класса состоят из нескольких электрических проводников, индивидуально изолированных пластиком, подобно многожильному проводу .
Проволока сопротивления — это проволока с удельным сопротивлением выше обычного, часто используемая для нагревательных элементов или для изготовления проволочных резисторов . Нихромовая проволока является наиболее распространенным типом.

См. также

Ссылки

^ Системы катушек Swiger. «Катушки с краевой обмоткой» . Swiger Coil Systems, компания Wabtec. Архивировано из оригинала 19 декабря 2010 года . Проверено 1 января 2011 г.
^ Шоу, Ян, изд. (2000). Оксфордская история Древнего Египта . Издательство Оксфордского университета. п. 480 . ISBN 0-19-815034-2 .
^ Джек Огден, «Классическая золотая проволока: некоторые аспекты ее производства и использования», Jewellery Studies , 5, 1991, стр. 95–105.
^ Джек Огден, «Связи между исламом, Европой и Дальним Востоком в средневековый период: свидетельства ювелирных технологий». Эдс П. Джетт, Дж. Дуглас, Б. Маккарти, Дж. Винтер. Научные исследования в области азиатского искусства. Материалы симпозиума, посвященного пятидесятилетию . Archetype Publications, Лондон совместно с Художественной галереей Фрира, Смитсоновский институт, 2003.
^ HR Шуберт, «Бристольские волочильщики» Журнал Iron & Steel Institute 159 (1948), 16-22.
^ М.Б. Дональд, елизаветинские монополии: компания минеральных и аккумуляторных заводов (Олвер и Бойд, Эдинбург, 1961), 95-141.
^ Д. Г. Такер, «Проволочный завод семнадцатого века в Уайтбруке, Монмутшир», Бюлл. Хист. Металл. Гп 7(1) (1973), 28-35.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). " Проволока ". Британская энциклопедия . Том. 28 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 738–739.
^ «Виды конструкций прядей» . Промышленные электрические провода и кабели. 2019 . Проверено 8 февраля 2019 г.
^ Хогсетт, Джейми; Олер, Сара (2012). Покажите свои цвета: 30 ювелирных изделий из гибкой проволоки для бисера . Книги Кальмбаха. п. 12. ISBN 978-0-87116-755-2 .
^ «Виды проводов» . Проверено 14 мая 2020 г.

Внешние ссылки

Словарное определение провода в Викисловаре

[SwigerCoil-1] Системы катушек Swiger. «Катушки с краевой обмоткой» . Swiger Coil Systems, компания Wabtec. Архивировано из оригинала 19 декабря 2010 года . Проверено 1 января 2011 г.

[2] Шоу, Ян, изд. (2000). Оксфордская история Древнего Египта . Издательство Оксфордского университета. п. 480 . ISBN 0-19-815034-2 .

[3] Джек Огден, «Классическая золотая проволока: некоторые аспекты ее производства и использования», Jewellery Studies , 5, 1991, стр. 95–105.

[4] Джек Огден, «Связи между исламом, Европой и Дальним Востоком в средневековый период: свидетельства ювелирных технологий». Эдс П. Джетт, Дж. Дуглас, Б. Маккарти, Дж. Винтер. Научные исследования в области азиатского искусства. Материалы симпозиума, посвященного пятидесятилетию . Archetype Publications, Лондон совместно с Художественной галереей Фрира, Смитсоновский институт, 2003.

[5] HR Шуберт, «Бристольские волочильщики» Журнал Iron & Steel Institute 159 (1948), 16-22.

[6] М.Б. Дональд, елизаветинские монополии: компания минеральных и аккумуляторных заводов (Олвер и Бойд, Эдинбург, 1961), 95-141.

[7] Д. Г. Такер, «Проволочный завод семнадцатого века в Уайтбруке, Монмутшир», Бюлл. Хист. Металл. Гп 7(1) (1973), 28-35.

[EB1911-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Одно или несколько предыдущих предложений включают текст из публикации, которая сейчас находится в свободном доступе : Чисхолм, Хью , изд. (1911). " Проволока ". Британская энциклопедия . Том. 28 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 738–739.

[9] «Виды конструкций прядей» . Промышленные электрические провода и кабели. 2019 . Проверено 8 февраля 2019 г.

[10] Хогсетт, Джейми; Олер, Сара (2012). Покажите свои цвета: 30 ювелирных изделий из гибкой проволоки для бисера . Книги Кальмбаха. п. 12. ISBN 978-0-87116-755-2 .

[11] «Виды проводов» . Проверено 14 мая 2020 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]