سیم و کابل چیست؟

در این مقاله قصد داریم با سیم و کابل، ساختار، تفاوت ها و اندازه های مختلف کابل برق آشنا شویم.

پس از کشف انرژی الکتریکی (الکتریسیته یا همان برق) و درک انسان از کاربردهای آن و توانایی تبدیل این انرژی به اشکال دیگر انرژی، جهان دستخوش تغییرات و دگرگونی های عظیمی شد. نیاز روزافزون به این انرژی بشر را به فکر انتقال انرژی الکتریکی به نقاط مختلف و تمام نقاط شهر انداخت. این انتقال انرژی توسط سیم و کابل برق انجام می شد. با اختراع این ابزار مهم انتقال نیرو، کم کم تمام نقاط شهر با این ابزار پر شد به طوری که امروزه برای دیدن نمونه سیم و کابل برق کافیست به اطراف نگاه کنید.

با پیشرفت تکنولوژی و البته صنعت برق، صنعت کابل سازی نیز با پیشرفت های بسیاری همراه شد و باعث پیدایش و تولید انواع سیم و کابل برق شد. البته کاربردهای هر نوع کابل برق متفاوت است. به عنوان مثال، کابل گاهی برای انتقال برق و گاهی برای کنترل و ارسال سیگنال استفاده می شود. این پیشرفت ها منجر به توسعه طراحی کابل برق در زمینه مخابرات، کنترل و ابزار دقیق شد. در این مقاله قصد داریم با سیم و کابل، ساختار، تفاوت ها و اندازه های مختلف کابل برق آشنا شویم. پس در ادامه همراه یاب چی باشید.

سیم چیست؟

سیم برق (Wire) یک استوانه نرم و انعطاف پذیر است که از یک فلز رسانا و یک عایق تشکیل شده است که فلز رسانا را احاطه کرده است. وظیفه آن انتقال انرژی الکتریکی به منظور انتقال قدرت یا سیگنال الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر است. سیم های برق در همه وسایلی که حتی قسمت کوچکی از آنها با برق کار می کنند، از خانه ها و ساختمان ها گرفته تا کاوشگرهای ایستگاه فضایی در مریخ استفاده می شود. این محصول علاوه بر رسانایی جریان الکتریکی باید توانایی تحمل تنش های مکانیکی را نیز داشته باشد.

چند نوع سیم برق داریم؟

همانطور که اشاره کردیم سیم برق فشار ضعیف به سه نوع سیم افشان سیم نیمه افشان و سیم مفتول تقسیم می‌شوند که به بررسی دقیق هر یک می‌پردازیم. سیم ارت نیز از دیگر انواع سیم برق است که برای موارد حفاظتی کاربرد دارد. نوع دیگری سیم که در الکتروموتور ها و سیم پیچ ترانس ها وجود دارد سیم لاکی است.

سیم برق افشان

این سیم از مجموعه رشته‌های نازک فلزی (معمولا مس) در یک لایه عایق (معمولا از جنس PVC) تشکیل شده است. بارزترین ویژگی این سیم انعطاف‌پذیری بالای آن است همین ویژگی باعث شده که به سیم نرم نیز شهرت پیدا کند. سیم نرم برای سیمکشی‌های پرپیچ و خم بیشتر و سیمکشی ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیم مفتول

بر خلاف سیم افشان که از چند رشته فلز ساخته می‌شود، سیم مفتول از یک رشته فلز ضخیم در یک عایق الکتریکی تشکیل شده است. از دیگر نام‌های آن می‌توان به سیم خشک، سیم سخت و سیم NYA اشاره کرد. ویژگی مهم این سیم انعطاف پذیری پایین آن و البته تحمل و استقامت بالا در برابر تنش های مکانیکی است.

سیم برق نیمه افشان

سیم نیمه افشان همانطور که از نام آن مشخص است محصولی ما بین سیم افشان و مفتول است. ضخامت رشته های آن از سیم افشان بیشتر است و درنتیجه انعطاف‌پذیری آن کمتر است. کاربردهای آن همان کاربردهای سیم مفتول است ولی با ویژگی های سیم افشان یعنی در مسیرهای پرپیچ و خم و در مکان‌هایی است که تنش مکانیکی آن زیاد است.

سیم ارت

سیم زمین یا سیم ارت (Earth wire)، یکی از انواع سیم است که وظیفه آن انتقال جریان نشتی به سمت زمین است. در واقع با این کار از افراد در برابر خطر برق گرفتگی و از وسایل الکتریکی در برابر اتصالی ها حفاظت می‌کند. رنگ سیم ارت معمولا به صورت راه راه زرد و سبز است. در برخی کشور ها به آن Ground wire هم می‌گویند.

سیم لاکی

اگر تا به حال روتور و استاتور یک الکترو موتور را از نزدیک دیده باشید، سیم‌هایی بسیار باریک را مشاهده می‌کنید که به صورت منظم در شیارها پیچیده شده اند. این سیم های نازک که معمولا رنگ روکش آن‌ها مسی رنگ است به سیم لاکی شهرت دارند. سیم لاکی اسقامت بالا در برابر حرارت دارند و با ضخامت کمی که دارند برای سیم‌پیچی انواع الکتروموتورها و ترانس‌ها مناسب هستند.

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.

معرفی انواع کابل

یکی از متنوع ترین کالاها در صنعت برق، سیم و کابل ها هستند.

کابل برق فشار ضعیف

شاید پرفروش‌ترین کابل‌های برق در این دسته قرار دارند. این کابل‌ها صرفا جهت انتقال توان الکتریکی کاربرد دارند. در جدول زیر به مقایسه انواع کابل فشار ضعیف پرداخته‌ایم.

مهمترین نکته در خرید کابل فشار ضعیف تعیین سایز کابل است. محاسبه سایزکابل برق از اهمین زیادی برخوردار است علت داغ شدن سیم یا کابل برق انتخاب کابل با مقطع کوچکتر از مقدار لازم است. جریان مجاز کابل ها توسط سه پارامتر سطح مقطع، طول و جنس هادی و فلز کابل تعیین می‌شود.

کابل کنترل

کابل کنترل از آن دسته از کابل‌ها است که هدف آن صرفا انتقال سیگنال از فرستنده به گیرنده است. این نوع کابل را در تابلوهای کنترل، خطوط تولید اتوماسیون و… می‌توان یافت. جریان عبوری از این کابل معمولا در حد چند میلی‌آمپر و ولتاژ قابل تحمل آن زیر ۱۰۰ ولت است.

کابل مخابراتی

همانطور که از نام آن مشخص است در صنعت مخابرات استفاده می‌شود. این نوع کابل مانند کابل کنترل برای انتقال سیگنال از یک نقطه به نقطه دیگر است و دارای تنوع بسیار زیادی است. از جمله این کابل‌ها می‌توان به کابل کواکسیال (آنتن)، کابل شبکه، کابل زمینی و هوایی و… اشاره کرد.

کابل ضد حریق

کابل نسوز کابل انعطاف پذیری است که با تحمل جریان های بالا و توانایی فعالیت در محدوده دمایی ۶۰- تا ۲۵۰+ یک کابل بسیار خاص در حوزه صنعت است. البته نام کابل نسوز شاید عنوان مناسبی برای این کابل نباشد چون هر کابلی در یک دمای مشخص و زمان مشخص سوخته و از بین میرود پس شاید عنوان دیر سوز مناسب تر باشد اما مقاومت بالای کابل ضد حریق در برابر همه ی عوامل طبیعی حتی اشعه فرابنفش در نوع خود بی نظیر است.

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.

ساختمان سیم و کابل برق

ساختار سیم و کابل برق بر اساس کاربرد و صنعت مورد استفاده متفاوت است برای مثال کابل مخابراتی و ابزار دقیق کاملا ساختار متفاوتی با سیم و کابل فشار ضعیف دارند. اما با این حال آنچه در مورد ساختار تمام سیم و کابل‌ها مشترک است هادی آن به عنوان رسانا و عایق سیم و کابل است.

هادی Conductor

شاید برای شما هم سوال شده باشد در سیم و کابل برق از چه فلزی استفاده می شود؟ باید گفت مهمترین بخش از ساختار هر کابلی هادی آن است. کلمه هادی به معنای هدایت کننده و نقش آن در سیم و کابل هدایت جریان الکتریکی است. هادی باید رسانای خوب جریان الکتریکی باشد بنابراین از فلزات با رسانایی بالا استفاده می‌کنند. بهترین فلزات از نظر رسانایی طلا و نقره هستند اما با توجه به قیمت بالای این فلزات در سیم و کابل از فلز مس استفاده می‌شود. در سال‌های فلز آلومینیوم نیز یکی از هادی هایی است مورد توجه قرار گرفته است. با اینکه آلومینیوم رسانایی کمتری نسبت به مس دارد اما بسیار سبک و ارزان تر از مس است.

عایق Insulation

عایق لایه ای است که پیرامون هادی قرار می‌گیرد و وظیفه آن جلوگیری از نشت جریان است. عایق کابل برق معمولا از جنس PVC و XLPE است. علاوه بر آن حفاظت از هادی دربرابر صدمات فیزیکی و حرارتی، جلوگیری از پراکنده شدن سیم یا کابل و افزایش عمر کابل از مهمترین وظایف عایق است.

سوالات متداول