การเดินสายไฟภายในบ้านของคุณเป็นความลับ สำหรับเก้าในสิบคน การเลือกผิดถือเป็นความผิดพลาดครั้งใหญ่!

สายไฟของคุณเก็บความลับ-และบอกตามตรงว่า 9 ใน 10 คนเลือกสายไฟที่ถูกต้องต้องทิ้งขว้าง! แต่ถ้าคุณเข้าใจวิธีการทำงานของเลเยอร์หลักทั้งสาม คุณจะประหยัดเวลา เงิน และความปวดหัวได้มากมาย

เราทุกคนต่างมองข้ามกระแสไฟฟ้าสมัยใหม่ใช่ไหม? แต่คุณเคยหยุดมองลวดเก่าๆ น่าเบื่อๆ ที่มุมผนังบ้างไหม? วันนี้ เรามาคุกเข่าและ "ฟัง" ว่า "หลอดเลือดในเมือง" เหล่านี้พูดว่าอย่างไร-พวกมันน่าสนใจมากกว่าที่เห็นมาก

เมื่อกระแสไฟฟ้าพุ่งผ่านสายไฟเหมือนรถแข่ง ตัวนำจะเป็นสนามที่มันวิ่งด้วยความเร็ว แม้ว่าจะถูกซ่อนอยู่เสมอ แต่แกนโลหะนี้ก็ถือเป็นดาวเด่นของสายเคเบิลทั้งหมด ฉันเคยเห็นคนจำนวนมากเลือกสายเคเบิลเพียงแค่ตรวจดูว่าชั้นนอกหนาแค่ไหน- โดยไม่สนใจส่วนที่สำคัญที่สุดนี้เลย! มันเหมือนกับการซื้อรถยนต์เพียงเพราะคุณชอบงานสี คุณกำลังจัดลำดับความสำคัญผิดทั้งหมด

เรามาขยายดูสิ่งเล็กๆ กันดีกว่า: ภายในตัวนำทองแดง (กว้างไม่ถึงเซนติเมตร!) โดยพื้นฐานแล้ว อิเล็กตรอนกำลัง "เร่งรีบเทศกาลฤดูใบไม้ผลิ" (คุณรู้ไหมว่าเป็นการเร่งรีบประจำปีของชาวจีนที่เร่งรีบ) ในทองแดงบริสุทธิ์ทุกลูกบาศก์มิลลิเมตร มีจิตใจ-ปล่อยอิเล็กตรอนอิสระ 8.5 × 10²² ออกมาพร้อมที่จะเคลื่อนที่ ทองแดงเป็นตัวนำไฟฟ้าอันดับต้นๆ มานานหลายปีแล้ว ไม่เพียงเพราะสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ดีมาก (58.0 × 10⁶ S/m หากคุณสนใจตัวเลข) แต่ยังเป็นเพราะมีความยืดหยุ่น-ดังนั้นสายเคเบิลจึงสามารถโค้งงอได้โดยไม่ทำให้ "ราง" เสียหาย ครั้งหนึ่งฉันเคยไปเยี่ยมชมโรงงานเคเบิลและดูกระบวนการนี้: แท่งทองแดงหนักกลายเป็นเส้นผม-เป็นเส้นลวดเส้นเล็กบนสายการประกอบราวกับเวทย์มนตร์ สายไฟหนา 0.15 มม.-เหล่านั้นบิดเข้าด้วยกัน เหมือนกับการถักเปียของเด็กผู้หญิงหรือสายไฟพันกันในเมือง

เมื่อเร็ว ๆ นี้ตัวนำอลูมิเนียมก็กลับมาเช่นกัน ผู้ชายจากบริษัทไฟฟ้าเล่าคณิตศาสตร์ให้ผมฟัง: อะลูมิเนียมทำให้สายเคเบิลเบาขึ้น 30% เพื่อความสามารถในการจ่ายไฟ-เท่าเดิม นั่นเป็นเรื่องใหญ่สำหรับโครงการไฟฟ้าแรงสูง-ที่ยาวเป็นพิเศษ (เช่น โครงการที่ทอดยาวเป็นกิโลเมตร) แต่นี่คือสิ่งที่-ทองแดงและอลูมิเนียมเป็นคู่แข่งสำคัญที่ต่ำ- ทองแดงเคลื่อนย้ายกระแสไฟฟ้าได้ดีกว่า แต่จะมี "จุดสนิม" สีเขียวเมื่อเปียก อะลูมิเนียมเบากว่าและถูกกว่า แต่วิศวกรเกลียดที่ต้องเจอกับปฏิกิริยาออกซิเดชันที่จุดเชื่อมต่อ-มันเหมือนกับระเบิดเวลาลูกเล็กๆ

ถัดไป: ชั้นฉนวน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือบอดี้การ์ดที่ดีที่สุดของตัวนำ มันจะอยู่ใกล้กับตัวนำและป้องกันไม่ให้ไฮเปอร์อิเล็กตรอนหลุดออกไป-เหมือนเป็นกำแพงกั้นที่ชัดเจน ครั้งหนึ่งฉันเคยช่วยงานหมวดในอาคารอพาร์ตเมนต์เก่าแห่งหนึ่ง เมื่อเราปอกสายไฟอายุ 20- ปี- เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงชี้ไปที่ฉนวนแล้วพูดติดตลกว่า "พลาสติกชนิดนี้เชื่อถือได้มากกว่าการแต่งงานบางประเภท! มันป้องกันไม่ให้อิเล็กตรอน 'โกง' (อ่าน: การลัดวงจร) มานานหลายทศวรรษ"

การเลือกฉนวนที่เหมาะสมคือจุดที่วัสดุศาสตร์จะเย็นลง ฉนวนพีวีซีธรรมดา? เป็นส่วนผสมของโพลีไวนิลคลอไรด์และพลาสติไซเซอร์-มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะปกป้อง แต่ยังยืดหยุ่นพอที่จะใช้งานได้ สำหรับสถานที่ที่ร้อนจัด (เช่น ใกล้เครื่องจักรอุตสาหกรรม) จะใช้โพลีเอทิลีนแบบครอส{3}} (XLPE) โมเลกุลของมันเชื่อมโยงกันในรูปแบบ 3 มิติ จึงสามารถรับมือกับความร้อน 90 องศาได้เหมือนมืออาชีพ

แต่ฉนวนไม่เพียงแต่ปกป้องตัวนำเท่านั้น เมื่อมีการมัดสายเคเบิลจำนวนมากเข้าด้วยกัน (เช่น ในห้องเก็บสายไฟของอาคาร) ฉนวนจะป้องกันไม่ให้สายเคเบิลเหล่านั้น "ทะเลาะกัน"-เพื่อรักษา "ระยะห่างทางสังคม" หากคุณต้องการ ฉันเห็นการทดสอบที่ห้องปฏิบัติการด้านพลังงานครั้งหนึ่ง: สายเคเบิล 10kV มีรอยแตกเล็กๆ 0.1 มม. ในฉนวน และสายเคเบิลที่อยู่ใกล้เคียงเริ่มเกิดประกายไฟ-เหมือนส่วนโค้งเล็กๆ เต้นระบำ มันช่างบ้าบอและเป็นเครื่องเตือนใจว่าเหตุใดฉนวนจึงมีความสำคัญ

สุดท้ายคือชั้นเปลือก-ซึ่งเป็นชั้นนอกที่แข็งแกร่งของสายเคเบิล ฉันถ่ายภาพระหว่างเกิดพายุไต้ฝุ่นเมื่อสองสามปีก่อนซึ่งฉันยังคงลืมไม่ลง เมืองถูกน้ำท่วม แต่เมื่อเราขุดสายเคเบิลออกจากซากปรักหักพัง ปลอก PE ของมันยังคงแข็งแรง ปกป้องทุกสิ่งที่อยู่ภายใน ฝักนั้นเหรอ? มันเหมือนกับคำพูดของเคเบิลทีวีที่ว่า "เอาล่ะ สภาพอากาศ-ฉันรับไหว"

วัสดุเปลือกก็เหมือนกับเวทมนตร์ทางอุตสาหกรรมเช่นกัน ปลอก PVC ทั่วไปเป็นงานหนัก-ที่มีความหนาไม่ถึง 1 มม. แต่ทนทานต่อการขูดขีดทุกวัน ปลอกโพลีเอทิลีนสำหรับสายเคเบิลแบบฝัง? พวกเขาเป็นเหมือนนักดำน้ำที่ได้รับการฝึกมา และคงความแข็งแกร่งแม้ในที่มืดและสกปรกชื้น แต่นีโอพรีนที่ฉันชื่นชอบ-สิ่งนี้ถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 และยังคงมีใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานเคมี ซึ่งในอากาศเต็มไปด้วยหมอกกรด นั่นคือสิ่งที่ผมเรียกว่าเหนือกาลเวลา!

สิ่งที่ยอดเยี่ยมจริงๆ กำลังเกิดขึ้นในระดับนาโน ห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยเมื่อเร็วๆ นี้ได้สร้างปลอกคอมโพสิตใหม่ โดยผสมอนุภาคนาโนซิลิกาเข้ากับวัสดุปกติ และมีความทนทานต่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น 300%- แปลกจริงๆ ที่อนุภาคเล็กๆ สามารถสร้างความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ได้ขนาดนี้ ใช่ไหม?

ยินดีต้อนรับสู่การแบ่งปันความคิดเห็นของคุณกับฉันทางอีเมล:julyliu403@gmail.com