سیم و کابل

بیشتر اوقات، دو اصطلاح سیم و کابل برای توصیف یک مفهوم استفاده می شود، اما دانستن این مورد خالی از لطف نیست که آن ها در واقع کاملاً متفاوت هستند. سیم یک رسانای الکتریکی است، در حالی که کابل گروهی از سیم های به هم پیچیده شده است که در داخل یک محافظ یا شیلد قرار گرفته اند. اصطلاح کابل در اصل به یک خط دریایی از طناب های مختلفی گفته می شود که برای لنگر انداختن کشتی ها استفاده می شود و در یک زمینه الکتریکی ، کابل ها (مانند سیم ها) برای انتقال جریان های الکتریکی استفاده می شوند. به بیان ساده تر هر کابل حداقل از سه قسمت رسانا، عایقی که رسانا را در برگرفته و محافظی که عایق را در برگرفته ساخته شده است.

اهمیت سیم و کابل

نصب مناسب سیم و کابل چه در داخل ساختمان ها و چه در فضای باز ، از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. از سیم و کابل به طور کلی برای اتصال قطعات مختلف در سیستم های الکترونیکی استفاده می شود. سیم هادی خوبی است، اما بی عیب و نقص نیست؛ زیرا مقاومت خاصی دارد. انتخاب نادرست سیم می تواند بازده و عملکرد سیستم را کاهش داده و در بعضی موارد خطرات آتش سوزی را به همراه داشته باشد. ضروری است که از نوع مناسب سیم کشی بر اساس دستورالعمل داده شده استفاده شود.

جنس سیم و کابل

اول از همه ، بیایید نوع و جنس مواد تشکیل دهنده سیم را بررسی کنیم. مواد استفاده شده در ساخت سیم معمولا شامل مس ، نقره ، طلا و گاهی اوقات آلومینیوم می باشد و طیف گسترده ای از فلزات برای سیم کشی استفاده می شود. طبیعتاً مواد مختلف مقاومت های مختلفی خواهند داشت. اما این نکته را باید در نظر داشت که فلزات گران قسمت مانند طلا و نقره با توجه به قیمت بالایشان در ساخت سیم به ندرت و در شرایط بسیار خاص و در داخل بردهای حساس استفاده می شوند. سیم آلومینیومی مقاومت بالایی داشته و در برابر هوا به تدریج اکسیده می شود، با این حال زمانی که ضرورت استفاده از کابل با وزن کم احساس شود، از این فلز در ساخت سیم استفاده می شود.

سیم مسی با توجه به قیمت مناسب آن، رسانایی فوق العاده و مقاومت کم آن و خمش نازک شدن آسان به متداول ترین و محبوب ترین کابل تبدیل شده است. تنها فلز نقره رسانایی الکتریکی بالاتر از مس دارد. این فلز در مقابل خوردگی رطوبت، هوای شرجی، آلودگی صنعتی و سایر موارد جوی مقاوم است. تقریباً نیمی از میزان مس استخراج و تولید شده در جهان در صنعت ساخت سیم به کار می رود. سیم مسی ساختمانی با برنج و پیچ‌های پوشش داده شده با کیفیت سازگار است. چنین سیمی اتصالی را فراهم می‌کند که مورد خوردگی و خزش قرار نمی‌گیرد. با این حال، با سیم یا اتصالات آلومینیومی سازگار نیست. اگر دو فلز به هم متصل شوند، ممکن است یک واکنش گالوانیک رخ دهد. خوردگی آندی در طی واکنش می‌تواند آلومینیوم را متلاشی کند. به همین دلیل است که اکثر تولیدکنندگان لوازم خانگی و الکتریکی از سیم‌های سرب مس برای اتصال به سیستم‌های سیم کشی شده ساختمان استفاده می‌کنند.

کابل برق

خواندیم که کابل ها وظیفه انتقال جریان برق از خود را بر عهده دارند. به منظور انتخاب بهترین کابل برق برای استفاده در مصارف خانگی و نه صنعتی بایستی میزان ولتاژ برق و آمپر مصرفی و تک فاز یا سه فاز بودن انشعاب مورد بررسی قرار گیرد. پس از این موارد نسبت به تعیین فاصله انشعاب با جعبه تقسیم اقدام نمود تا کابل مناسب جهت سیم کشی انتخاب شود. به این منظور جدول محاسباتی نسبت به مسافت استفاده شده از کابل مسی و آلومینیومی و شدت جریان مجاز آن با ولتاژ اسمی 380 ولت در ادامه مقاله ارائه می شود. مطابق این جدول مقاومت سیم های ساخته شده از مواد مختلف(مس و آلومینیوم) متفاوت است. همچنین مشخص است قطر سیم تاثیر به سزایی در میزان مقاومت سیم دارد؛ به نحوی که در جنس سیم های یکسان؛ هر چه سیم نازک تر باشد، مقاومت بیشتری خواهد داشت و هرچه سطح مقطع بزرگتر باشد مقاومت کمتر خواهد بود.

انواع کابل و سیم برق به کار رفته در مکان های مسکونی و تجاری به شرح زیر است:

کابل برق مسی افشان

سیم افشان در حقیقت از تعداد زیادی سیم مسی نازک تر تشکیل یافته است. به این دلیل بسیار منعطف بوده و در سیم کشی ساختمان از این نوع سیم استفاده زیادی می شود. با توجه به تابیدن چندین رشته سیم برای ساخت سیم افشان، مقاومت الکتریکی بیشتری نسبت به سیم های مفتول و یکپارچه دارد. این محصول در اندازه و قطر های مختلف با توجه به کاربردشان تولید و عرضه می شوند. کابل های مسی افشان با سطح مقطع 5/0 ، 75/0 و 1 میلی متر می توانند ولتاژ بین 300 تا 500 ولت را از خود عبور بدهند، در حالیکه اگر با سطح مقطع 5/1 ، 5/2 ، 4 و 6 میلی متر تولید شوند، ولتاژ بین 450 تا 750 ولت را عبور خواهند داد. برای تست کیفیت آن ها، سیم های افشان دارای ولتاژ بین 300 تا 500 ولت را با 2000 ولت و بین 450 تا 750 را با 2500 ولت تست و آزمایش می کنند. برای درک بهتر تفاوت کابل با سطح مقطع های متفاوت مثالی را با هم مرور می کنیم. به عنوان مثال سطح مقطع 5/1 به این معنی است که سطح مقطع هادی سیم به میزان 5/1 میلی متر مربع بوده و در هر رشته از آن تعداد 30 عدد رشته به قطر 25/0 میلی متر وجود دارد. این اعداد در سیم 5/2 میلی متر مربع، تعداد 50 رشته به قطر 25/0 می باشد. تعداد و قطر سیم با افزایش سطح مقطع افزایش پیدا می کند.
از ویژگی های مهم کابل مرغوب می توان به یکسان بودن قطر مفتول هر رشته سیم با رشته های دیگر، مرغوب بودن جنس سیم و روکش و میزان جریان عبوری استاندارد از کابل اشاره کرد. این کابل ها در برابر خم شدن و پیچش بسیار مستحکم اند. عایق به کار رفته در سیم های مسی افشان از جنس PVC می باشد. از این کابل ها به عنوان کابل رابط در صنعت، سیم کشی ساختمان و تاسیسات، ساخت لوازم خانگی، وسایل صوتی و تصویری و تجهیزات الکتریکی، منابع روشنایی، محیط خشک، درون لوله و داخل گچ و به طور کلی هر جایی که نیاز به کابلی منعطف باشد، استفاده می شود.

کابل برق مسی مفتولی

بر خلاف کابل برق افشان که در آن در هر رشته سیم، تعداد زیادی سیم مسی نازک تر با روکش عایق وجود داشت، در کابل برق مفتولی در هر رشته سیم تنها یک رشته سیم وجود دارد. به همین دلیل میزان انعطاف کابل برق مفتولی کمتر از کابل برق افشان می باشد. به دلیل اینکه در ساخت سیم افشان به تابیدن چندین رشته سیم احتیاج است و در سیم های مفتولی تنها یک رشته سیم وجود دارد، لذا این نوع کابل مقاومت اهمی کمتری نسبت به سیم های افشان دارد. با توجه به تک رشته ای بودن این نوع کابل، استفاده از آن احتمال اتصالی را تا حد بسیاری کاهش می دهد. کابل برق مفتولی مقاومت بیشتری را نسبت به کابل برق افشان در برابر خوردگی، ساییدگی و زنگ زدگی از خود نشان می دهد. اگر چه استفاده از این محصول بیشتر در سطح مقطع های بزرگتر(کابل های ضخیم تر) است اما در سیم کشی ساختمان از این نوع سیم نیز استفاده می شود. با توجه به صاف بودن سطح آن، طول عمر بسیار بالایی را در شرایط هوایی مختلف می تواند داشته باشد. این محصول در اندازه و قطر های مختلف با توجه به کاربردشان تولید و عرضه می شوند. کابل های مسی مفتولی با ولتاژ اسمی بین 300 تا 500 ولت و کابل های مسی مفتولی با ولتاژ بین 450 تا 750 ولت در بازار موجود هستند. برای تست کیفیت آن ها، سیم های مفتولی دارای ولتاژ بین 300 تا 500 ولت را با 2000 ولت و بین 450 تا 750 را با 2500 ولت تست می کنند. با توجه به انعطاف کم آن نسبت به سیم های افشان، خاصیت شکنندگی دارد. عایق به کار رفته در سیم های مسی مفتولی از جنس PVC می باشد.

کابل تلفن

از نظر فنی کابل تلفن همانند کابل برق است با این تفاوت که به دلیل عبور دادن ولتاژ بسیار پایین تر، ضخامت آن کمتر از کابل های برق است. ولتاژ تلفن در حالت عادی بین 45 تا 65 ولت است. اگر چه مقدار دقیق این ولتاژ بستگی به منطقه مخابراتی دارد، اما در این محدوده می باشد. هنگام زنگ خوردن تلفن ولتاژ به 100 ولت متناوب تغییر پیدا می کند. پس از برقراری تماس و شروع به صحبت این ولتاژ به 12 ولت کاهش می یابد تا مکالمه از طریق گوشی ادامه پیدا کند. علاوه بر این جریان برق عبوری برای تلفن بر خلاف برق شهر از نوع مستقیم و نه متناوب است.
کابل های تلفن از تک زوج و دو زوج و چهار زوج و شش زوج و ده زوج تا بیست زوج و پنجاه زوج و دویست زوج در بازار وجود دارند. جنس هادی این کابل ها نیز همانند کابل های برق از مس و آلومینیوم می باشد. کابل های مسی به دلیل گران بودن فلز مس از آلومینیوم قیمت بالاتری دارند. با این حال با توجه به اینکه در کابل تلفن این تفاوت بهتر بودن فلز مس محسوس نیست، کابل های تلفن آلومینیومی فروش بیشتری نسبت به کابل های تلفن مسی دارند. کابل های تلفن تک زوج با عنوان رانژه نیز شناخته می شوند. از این کابل ها برای ایجاد ارتباط از گوشی تلفن به پریز تلفن استفاده می شود. کاربرد دیگر آن نیز در تابلو کروز جهت ایجاد ارتباط میان پورت های ترمینال می باشد. کابل های تلفن عموماً دارای سطح مقطع 4/0 تا 8/0 هستند. روکش کابل های تلفن به رنگ طوسی مناسب فضای داخلی ساختمان هستند. چرا که مقاومت کمتری در برابر شرایط آب و هوایی بیرون دارند. برعکس کابل های تلفن دارای روکش سیاه برای فضای باز طراحی شده اند.

رنگ بندی کابل های تلفن به این صورت است که در آن پنج رنگ اصلی و پنج رنگ فرعی وجود دارد. رنگ های اصلی عبارتند از سفید، سیاه، قرمز، زرد و بنفش. رنگ های فرعی نیز عبارتند از آبی، نارنجی، قهوه ای، سبز و طوسی. این رنگ بندی به اینگونه است که یک بار سیم رنگ اصلی مثلا سفید با هر کدام از رنگ های فرعی ترکیب می شود و پنج جفت سیم را به وجود می آورد. سپس چهار سیم اصلی دیگر نیز به نوبت با پنج سیم فرعی ترکیب شده و در نهایت 25 زوج سیم را تشکیل می دهند. در صورتی که نیاز به بیش از 25 زوج سیم باشد، یا هر کدام از رشته های 25 تایی را داخل یک شیلد قرار می دهند یا برخی از رنگ های فرعی را به صورت استریپ(نواری) قرار می دهند تا با 25 رشته قبلی متفاوت باشد. رنگ بندی کابل های مخابراتی را در شکل زیر به راحتی می توانید متوجه شوید.

نکته آخر در مورد کابل های تلفن این است که می توان کابل های تلفن را به سوکت Rj11 متصل نمود. Rj11 سوکتی شیشه ای اسن که دارای 4 پین برای اتصال 4 سیم (دو جفت) به آن جهت برقراری ارتباط با تلفن می باشد. امروزه اکثر گوشی تلفن ها و پریزها دارای سوکت Rj11 می باشد که درک ساختار آن می تواند به شما کمک کند. اگر می خواهید خودتان سوکت بزنید، پس از تهیه دستگاه سوکت زن و سیم چین می توانید طبق یکی از استانداردهای معمول که در شکل زیر نمایش داده شده است، سوکت بزنید. در نظر داشته باشید استاندارد EIA 568B معمول تر است.

کابل آنتن تلویزیون

کابل آنتن نوعی از کابل کواکسیال یا هم محور است. این کابل دارای یک مغزی از جنس مس و روکش عایق از جنس پلاستیکی روی آن و سپس بافتی مسی یا آلومینیومی که بین پوشش پلاستیکی روکش خارجی اصلی کابل قرار گرفته است، می باشد. کابل آنتن انعطاف پذیر بوده و در امپدانس 50 اهمی و 75 اهمی تولید و عرضه می شوند. بیتشر کابل های آنتن مورد استفاده در کشور از نوع 75 اهمی می باشد. در خرید این کابل علاوه بر چک کردن مرغوبیت جنس مغزی که از مس می باشد، باید جنس روکش خارجی را هم به دقت وارسی نمود. با توجه به اینکه کابل های آنتن بیشتر در فضای باز هستند و در برابر شرایط آب و هوایی مختلف ممکن است خاصیت خود را از دست بدهند، به همین دلیل باید جنس آن ها دارای استانداردهای کافی باشد.

کابل هم محور به گونه ای است که موج انتقالی انتشار یافته در آن به طور کامل محافظت می شود و در حال دریافت سیگنال هیچ نویزی نمی تواند در طول خط انتقال به آن وارد شود. به همین دلیل به منظور حفظ کیفیت تصویر دریافتی باید حتماً از کابل آنتن به صورت یک تکه استفاده شود. در صورتی که ناچار به استفاده از کابل به صورت دو تکه هستید، فیش هایی به صورت نر و ماده مخصوص کابل های آنتن وجود دارند که می توانید از آن ها استفاده نمائید. علاوه بر آن نباید طول سیم آنتن از 15 متر متجاوز باشد که در این صورت نیز افت تصویر را شاهد خواهیم بود. اگر فاصله گیرنده تا تلویزیون شما بیشتر از 15 متر بود، می توانید از کابل های آنتن با عنوان 4.5C استفاده کنید. استفاده از این کابل ها حافظ کیفیت تصویر دریافتی شما خواهد بود. ضمناً با استفاده از اسپلیتر های موجود در بازار که برای کابل های آنتن طراحی شده است، می توانید با استفاده از یک آنتن، تصویر را توسط دو تلویزیون دریافت نمایید.

کابل آیفون تصویری

کابل های آیفون تصویری نیز از جنس مس یا آلومینیوم می باشند. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، قیمت کابل های ساخته شده از مس بالاتر از کابل های ساخته شده از آلومینیوم می باشد. کابل های آیفون تصویری مسی رسانایی بالاتری داشته و مانع بروز نویز می شوند. با توجه به اینکه در آیفون های تصویری هم انتقال صوت و هم انتقال تصویر صورت می گیرد و هم فرمان باز کردن درب صادر می شود، لذا کیفیت آن بسیار مهم است. معمولاً از کابل های دارای قطر 5/0 و 6/0 میلی متر استفاده می شود. هر کابل آیفون تصویری می تواند دو زوج، چهار زوج، شش زوج، ده زوج یا بالاتر باشد. اگر از کابل های بدون روکش یا کابل های روکش دار با جنس نامرغوب استفاده شود، باعث بروز نویز در آیفون تصویری می گردد. عدم استفاده از کابل مناسب آیفون تصویری باعث می شود تا ضمن کاهش شدید طول عمر کابل، با مشکلاتی نظیر افت ولتاژ و مقاومت در انتقال مواجه شویم. نوع دیگری از کابل با آلیاژ مس با نام CC نیز در بازار وجود دارد که کیفیت پایین تری از کابل آنتن مسی داشته و برای ساختمان با تعداد واحد بالا مناسب نیست. این نوع کابل پس از بالا رفتن قیمت جهانی مس برای استفاده انبوه در اختیار خریداران قرار گرفت.

قبل از خرید کابل آیفون تصویری باید بدانیم تعداد طبقات ساختمان چند است، مدل و نوع آیفون کدام است و لوله گذاری به چه صورت انجام شده است. طبیعی است که با افزایش تعداد طبقات، زوج سیم های داخل کابل نیز افزایش پیدا کند. اگر بخواهیم تعداد سیم آیفون تصویری مورد نیاز برای سیم کشی از جعبه تقسیم پارکینگ تا پنل جلوی در را بدست بیاوریم. باید تعداد واحد ها را در چهار ضرب کرده و حاصل را با عدد چهار جمع کنیم. بعنوان مثال اگر ساختمانی پنج واحدی داشته باشیم، 24 زوج سیم آیفون تصویری برای سیم کشی کافیست. به همین دلیل می توانیم کابل آیفون تصویری 25 زوج را به متراژ دقیق خریداری کنیم.