כבל קואקסיאלי: מכשיר ועיקרון הפעולה, מאפיינים של חוט דק ועבה

כבל קואקסיאלי הוא מוליך חשמלי עם ליבה מרכזית ומגן, הממוקם בקואקסיאלי ומופרד על ידי בידוד או מרווח אוויר. עיצוב מנצח כזה הומצא בסוף המאה ה-19 על ידי הפיזיקאי האנגלי O. Heaviside. בניגוד לחוט ממוגן, הוא משמש להעברת אותות חשמליים בטווח תדרי הרדיו. הכבל משמש באנטנות טלוויזיה, רשתות מחשבים וכו'.

מכשיר ועיקרון הפעולה

הכבל הקואקסיאלי אמור לספק העברת אות טובה עם הפרעות מינימליות. באזור עם הפרעות חזקות משתמשים בחוט בעל 4 מסכי הגנה. התקן הכבל כולל:

• המוליך הפנימי הוא מוליך יחיד ישר או מפותל. לפעמים עשוי מצינורות נחושת או חוט תקוע. בנוסף לנחושת, החומר יכול להיות סגסוגת נחושת, אלומיניום מצופה נחושת, נחושת מצופה כסף וכו'.
• בידוד - חומר מוצק הוא פוליאתילן, פלואורפלסטי או סרט העשוי ממנו. לפעמים מלאים בחומרים אחרים שאינם מוליכים זרם ומבטיחים את יישור המוליכים הפנימיים והחיצוניים.
• המוליך החיצוני הוא צמה עשויה חוט נחושת דק, נייר כסף או סרט מכוסה בשכבת אלומיניום. הוא ממוקם בין הכיסוי החיצוני לבידוד הפנימי.
• נדן היא השכבה האחרונה של הכבל, המשמשת לבידוד ולהגן על המוליך מפני השפעות אור השמש. הוא עשוי מחומרים עמידים לקרינה אולטרה סגולה.

סוגי הכבלים עשויים להיות שונים בנוכחות הגנה נוספת מפני הפרעות חיצוניות. בנוסף, לחלק מהחוטים הקואקסיאליים יש רשת מתכת מבחוץ הקולטת אותות אלקטרומגנטיים חיצוניים.

זה מאפשר העברת נתונים להתבצע ללא עיוות. האותות העיקריים מועברים לאורך המוליך המרכזי, וצמת המתכת פועלת כפונקציית הארקה, המגנה על השידור מפני חשמל והצלבה.

הפרעות מופיעות מהפגיעה בכבל של חוטים סמוכים. לבידוד בין הליבה לנדן יש חשיבות רבה, אשר מגן על החוט מפני קצרים. הצמה החיצונית יכולה להיות גומי, פלסטיק או טפלון.

תחומי שימוש

לאחרונה נעשה שימוש בכבל קואקסיאלי במגוון יישומים, המספקים העברת נתונים במהירות גבוהה עם הגנה אמינה מפני הפרעות. באיכויות מסוימות, הוא מקדים באופן משמעותי את הזוג המעוות.

אבל זוג מעוות מחליף בהדרגה חוט קואקסיאלי, שכן ההתקנה שלו הרבה יותר קלה ומהירה. כבל קואקסיאלי משמש ברשתות מחשבים מקומיותx, במיוחד כאשר נעשה שימוש בתצורת אוטובוס. בולמי אנרגיה, אותם מכנים מומחי מחשבים terminators, מותקנים בכל קצה של הקו.

אלמנטים אלה מגנים על הכבל מפני השתקפויות אות פנימיות ומספקים את קצב העברת הנתונים הנדרש. בנוסף לאוטובוסים, נעשה שימוש בחוט קואקסיאלי בתצורות רשת כוכבים וכוכבים פסיביים להעברת אותות במערכות אלקטרוניות וחשמליות שונות.

סוגי כבלים

כל הכבלים מסווגים לפי סולם RG (Radio Guide). בהתאם לתכונות העיצוב ולמטרות הפונקציונליות, לכל אלמנט יש סימון משלו. ישנם שני סוגים עיקריים:

1. כבל קואקסיאלי דק - קוטר החוט אינו עולה על 6 מ"מ, ולכן הוא גמיש ביותר. הוא משמש למרחקים קצרים, מכיוון שהאות מוחלש מהר יותר בו. זה נחשב לצורה המקובלת ביותר להרכבת רשתות מקומיות וחיבור לכל מחשב. כדי להקל על ההתקנה והחיבור, משתמשים במחברים מיוחדים.
2. חוט עבה הוא אלמנט קלאסי בקוטר של כ-10 מ"מ. הוא כולל עיצוב חזק וקשיח יותר, הדורש התקנים מיוחדים להתקנה ולהתאמה. זה נחשב למוצר יקר יותר, ולכן הוא משמש רק כאשר יש צורך. כמה כבלים עבים מגיעים עם שני מגנים ובידוד נוסף ביניהם. זה מספק הגנה טובה יותר מפני השפעות חיצוניות ויכולת הקשבה טובה יותר.

קיים סוג נוסף של כבל המשמש ברשתות חשמל. העיצוב שלו אינו שונה מסוגים אחרים של מוצרים קואקסיאליים. הוא מורכב מחוט חד ליבתי פנימי וצמה רב ליבה, שביניהם יש שכבת בידוד.

בחוץ הוא מוגן על ידי מעטפת דיאלקטרי עשויה פלסטיק ובתוספת חיזוק שריון. החיסרון של עיצוב זה נחשב למשקל גדול למדי, שאינו מאפשר שימוש בקווי עילי.

מאפיינים של חוטים

כל סוגי החוטים הקואקסיאליים מאופיינים באינדיקטורים נפוצים. הפרמטר החשוב ביותר נחשב להתנגדות של התפשטות המדיום לגל, שקובע את איכות האות.. אינדיקטור זה מושפע מהחומר של הליבה המרכזית ומתכונותיו:

• הקבוע הדיאלקטרי;
• קיבולת;
• הַשׁרָאוּת;
• הִתנַגְדוּת סְגוּלִית.

בנוסף, החומר של הליבה הפנימית משפיע על הנחתה של שידור האות, התלוי במרחק של הקו. כבל קואקסיאלי מאופיין גם בגורמים כגון קיבול ליניארי והשראות.

קיבול מתאר את יכולתו של חוט לאחסן מטען, והשראות מתארת ​​את יכולתו של חוט ליצור שדה מגנטי. הממדים הגיאומטריים של האלמנטים החשובים של החוט נלקחים בחשבון בעת ​​קביעת אופן התקנתו על מנת להבטיח את הפעולה היעילה יותר של הקו כולו.