Un fir electric este componenta electrotehnică utilizată pentru transportul energiei electrice pentru a transmite energie sau informații . Este confecționat dintr-un material conductor , unic sau multicatenar, adesea înconjurat de un plic izolant (plastic, teflon etc.). Interiorul firului electric este numit „nucleul” firului.
Unii oameni confundă cuvintele „sârmă” și „cablu” sau cred că sunt sinonime, în timp ce firele electrice sunt adesea grupate într-un cablu electric cu culori standardizate (în funcție de funcție), pentru a recunoaște rolul fiecăruia , și înconjurat de o teacă izolatoare. Aceste cabluri electrice pot transmite semnale sau date ( analogice sau digitale ) pe lângă sau în locul transmiterii de energie electrică .
Acest concept de cablu poate fi extins la cablul submarin care poate integra orice altceva decât fire (cabluri electrice, tuburi de răcire, fibre optice , de semnalizare , etc. ).
Materialele utilizate au caracteristici interesante în ceea ce privește rezistența electrică , greutatea , rezistența mecanică , costul .
Conductivitate excelentă, metal maleabil.
Sârmă cilindrică Cuprul este cel mai utilizat metal pentru fabricarea firelor și cablurilor electrice, deoarece are o conductivitate electrică excelentă . Se folosește fie în fir cu secțiune cilindrică cu un singur fir (rigid) , fie în secțiune întotdeauna cilindrică, dar cu mai multe fire sau (flexibil) . Pentru a-l face mai flexibil, este folosit ca aliaj cu alte metale . Firul de cupru este protejat fie:Proprietăți de aluminiu: conductivitate bună, metal ușor, moderat maleabil.
Aluminiul este adesea folosit la transmiterea energiei electrice de mare putere atunci când secțiunea cablului și lungimea acestuia elimină cuprul, datorită masei sale specifice mai mari. Este folosit aproape exclusiv în nuclee multi-șuvițe, datorită secțiunilor în joc și rigidității sale relative. Ușurința relativă de rupere în timpul răsucirii și manipulării îl face nedorit într-un mediu casnic.
Se folosește în locul cuprului de îndată ce constrângerea de greutate devine importantă: aeronautică , cucerirea spațiului etc.
A fost folosit local, în medii interne, după război din cauza penuriei de cupru.
Proprietăți din oțel: conductivitate medie, rezistență ridicată la întindere, greu și nu foarte maleabil.
Oțelul este utilizat, în general, ca suport pentru cablurile de aluminiu sau cupru în cablurile care descriu deschideri mari, pentru a oferi o rezistență la tracțiune pe care aluminiu sau cupru nu le-ar putea rezista fără alungire excesivă și rupere, în special în cazul încălzirii semnificative.
Mai precis, oțelul este, de asemenea, utilizat pentru transportul de energie în mediul feroviar . O polaritate este transportată prin linia aeriană de contact, cealaltă polaritate folosește șinele de susținere din oțel ca suport . În cazul particular al metroului , polaritatea pozitivă este adesea distribuită printr-o linie de contact cu solul, de asemenea, din oțel.
Proprietățile argintului: conductivitate excelentă, metal prețios .
Argintul este utilizat pentru a reduce rezistența la contact, în sistemele de conectare și în sistemele de comutare , cum ar fi contactele releului. Cu toate acestea, necesită un sistem de curățare, în general automat, pentru a preveni oxidarea suprafeței de a compromite conductivitatea sa electrică bună.
Este utilizat în anumite fire, aliate cu cupru pentru a asigura o bună flexibilitate firului.
Poate fi, de asemenea, amestecat cu aur, ceea ce îi conferă o flexibilitate mai bună în timp ce scade prețul sârmei de aur. Aceasta este utilizată în robotică, de exemplu, pentru a realiza conexiuni de foarte mare precizie.
Proprietățile aurului: conductivitate excelentă, inoxidabil, metal prețios.
Aurul este folosit cu ușurință, într-un strat foarte subțire depus prin electroliză (un bliț ), în sistemele electrice și, mult mai mult în electronică, precum și pentru a evita oxidarea contactelor, printre altele ale planului de fundal, dar și ale pistelor acelui circuit imprimat .
La fel ca argintul, poate face legături foarte bune între conductorii independenți, dar cu avantajul de a nu se oxida și de a proteja metalul conductorului (cupru, argint etc. ) de orice oxidare, în electronica digitală contactele dintre diferitele carduri și detașabile componentele sunt aurite în mod sistematic cu aur sau un aliaj cu un conținut ridicat de aur.
Mai jos, o listă neexhaustivă a izolatorilor electrici:
„Almelec” este un aliaj de aluminiu , magneziu și siliciu utilizat în principal pentru construcția rețelelor electrice aeriene. Rezistivitatea sa (32,5 × 10 −9 Ω m ) este aproximativ de două ori mai mare decât cea a cuprului , dar caracteristicile sale mecanice îi permit să reziste la constrângerile de mediu ( vânt , îngheț , zăpadă , variații de temperatură ).
Constantan„Constantan” este un aliaj de cupru și nichel a cărui rezistivitate este aproape independentă de temperatură. Este folosit pentru a realiza anumiți senzori de temperatură și curenți numiți șunturi electrice .
Aliaje pe bază de cuprat au caracteristica de a deveni superconductoare la temperaturi relativ ridicate (-170 la -200 ° C ), ceea ce le face interesante pentru transmisiile de energie electrică fiind răcite cu heliu sau heliu . Lichid azot .
Sârma electrică este o componentă încă foarte utilizată în majoritatea aplicațiilor din domeniile electricității, electronicii și ingineriei electrice. În special, este componenta principală a anumitor prototipuri de plăci electronice ( tehnologie de împachetare ). Denumirea cablurilor și cablurilor electrice îndeplinește mai multe standarde în funcție de țară și de utilizarea acestora.
Pentru transmisia de date, tinde să se confrunte cu concurența tehnologiilor „fără fir”: telecomunicații ( telefonie ), rețele de calculatoare ( rețea fără fir ) și, eventual, transmisia fără fir a energiei electrice pe distanțe foarte mici.
În Franța, secțiunile standardizate pentru firele de cupru utilizate la curent de joasă tensiune (230 V ) sunt:
Întrerupător monofazat (curent nominal) | Secțiunea cupru | ||
10 mm 2 | 16 mm 2 | 25 mm 2 | |
45 A | 22 m | 36 m | 56 m |
60 A | - | 27 m | 42 m |
90 A | - | - | 28 m |
Firele sunt toate rigide, cu excepția firelor care conectează dispozitivele la prizele de perete, firele care alimentează luminile și firele de curent redus (sondă de temperatură). Cu excepția cablului care conectează terminalul de împământare al tabloului de distribuție la pământul îngropat, toate cablurile trebuie izolate. Cablurile care alimentează circuitele trebuie, de asemenea, să fie învelite:
Lungimea firului pe o bobină sau o bobină poate fi estimată cu formula:
sau:
Un fir sau un cablu format din mai multe fire, permite transportul energiei electrice , chiar și pe distanțe mari.
În telecomunicații , electronice , computere sau automatizarea casei, un fir electric este utilizat pentru a transmite un semnal sau informații.
Linia de transmisie este o noțiune teoretică foarte importantă în domeniul telecomunicațiilor, descrie influența unui conductor electric în transmisia semnalelor de înaltă frecvență.
Fir electric antena de radio este dedicat recepția radio și de transmisie radio în frecvență radio spectrului de frecvență înaltă , frecvența medie și joasă frecvență benzi .