فروردین
کابل کواکسیال چیست؟
کابل کواکسیال سیگنال الکتریکی را با استفاده از یک رسانای داخلی که عمدتاً از سیم مسی یا مسی اندود شده‌است که توسط یک سیم عایق احاطه شده‌است و توسط یک پوشش محصور شده‌است که عمدتاً یک تا چهار لایه آلومینیوم بافته شده یا سیم مسی بافته‌شده و فویل آلومینیومی محصور شده‌است، هدایت می‌کنند.
کاربردهای رایج کابل کواکسیال شامل انتقال ویدئو و CATV، انتقال RF و مایکروویو و ابزار دقیق و کانکتورهای کامپیوتری‌است.
ساختار کابل کواکسیال
کابل کواکسیال از یک سیم مرکزی تشکیل شده‌است که بیشتر آن سیم های مسی است که توسط عایق، محافظ زمین و یک سیم بافته‌شده احاطه شده‌است. برخی از کابل‌ها هم از سیم بافته‌شده و هم از فویل آلومینیومی تشکیل‌شده‌اند. کابل کشی کواکسیال در درجه اول توسط صنعت تلویزیون کابلی استفاده‌می‌شود و همچنین برای شبکه‌های کامپیوتری مانند اترنت استفاده‌می‌شود.
بسیاری از کابل کواکسیال دارای غلاف عایق بیرونی هستند که از آنها در برابر محیط خارجی محافظت می‌کند. اصطلاح کواکسیال (هم محوری) از رسانای داخلی و پوشش مشترک یک محور هندسی می‌آید. کابل‌های کواکسیال با کابل‌هایی که سیگنالهای فرکانس بالا را حمل می‌کنند و کابل‌هایی که سیگنالهای فرکانس پایین مانند سیگنالهای صوتی را حمل می‌کنند، متفاوت هستند.
بهره برداری از کابل کواکسیال
در طول رسانای الکتریسیته از طریق یک رسانا، مثلاً سیم مسی، تمام انرژی الکتریکی به مقصد نمی رسد زیرا بخشی از انرژی به صورت گرما به محیط اطراف تلف میشود. انرژی از دست رفته انرژی مصرف‌شده در هنگام غلبه بر مقاومت داخلی سیم مسی است. توان منتقل‌شده از طریق سیم مسی از طریق الکترون‌های آن انجام‌می‌شود. انرژی الکتریکی که به صورت گرما است تنها چیزی نیست که سیم مسی در طول رسانایی ساطع می‌کند.
الکترون‌ها جاری می‌شوند و هنگامی که حداقل مقدار انرژی را دریافت یا جذب می‌کنند و هنگامی که دریافت‌می‌کنند، از یک سطح انرژی به سطح دیگر می‌پرند. در طی این فرآیند، شار الکترومغناطیسی با محدوده فرکانس متغیر، طول موج ساطع میشود.
کاربرد کابل کواکسیال
کابل کواکسیال به عنوان خط انتقال سیگنالهای فرکانس رادیویی استفاده‌می‌شوند . می توان از آن به عنوان اتصال فرستنده و گیرنده‌های رادیویی با آنتن‌ها، شبکه کامپیوتری و همچنین برای توزیع سیگنالهای تلویزیونی استفاده‌کرد.
مزیتی که کابل کواکسیال نسبت به سایر خطوط انتقال رادیویی دارد این‌است که در یک کابل کواکسیال ایده‌آل، میدان الکترومغناطیسی حامل سیگنالهای الکتریکی تنها در فضاهای بین هادی‌های داخلی و خارجی وجود‌دارد. این امکان را فراهم‌می‌کند که کابل ها در نزدیکی اجسام فلزی مانند ناودان نصب شوند، بدون اینکه در طول انتقال یا انتشار سیگنال‌ها تلفات برق رخ دهد، برخلاف سایر خطوط انتقال که سیگنال‌ها را به اطراف نشت‌می‌کنند.
سیگنال نشتی در کابل
نشت سیگنال عبور میدان‌های الکترومغناطیسی و یا تشعشعات الکترومغناطیسی از محافظ کابل‌ها است‌که در همه جهات رخ می‌دهد. سیگنال‌ها همچنین میتوانند از اطراف کابل به داخل کابل منتقل شوند که ممکن‌است باعث تداخل شود. به این فرآیند ورود می‌گویند. تداخل باعث ایجاد نویز میشود. سیگنالهای منتشر شده توسط کابل‌ها نیز میتوانند از کابل به اطراف نشت کنند. وقتی این اتفاق می‌افتد، منجر به تداخل نیز میشود. و خروج نامیده‌می‌شود. این فرآیند بازده سیگنالهای منتشر‌شده را کاهش می‌دهد.
- پست مرتبط: چگونه اندازه مناسب کابل و سیم را پیدا کنیم؟
چرا کابل کواکسیال بسیار عایق هستند؟
کابل‌های برق موجود در خانه‌های ما عایق بندی شده‌اند. کابل های برق برای اهداف ایمنی و همچنین برای به حداقل رساندن اتلاف انرژی عایق بندی شده‌اند. عایق مقاومت زیادی در برابر نشت انرژی به محیط اطراف ارائه می‌دهد. از آنجایی که اتلاف انرژی در این گونه کابل‌ها به حداقل می‌رسد، در صورت وجود جریان بیش از حد، به کابل‌ها آسیب می‌رساند و به همین دلیل در دستگاه‌های خانگی خود فیوز داریم. همانطور که کابل‌های الکتریکی تابش الکترومغناطیسی و انرژی الکتریکی را به صورت گرما ساطع‌می‌کنند، کابل های کواکسیال نیز میتوانند همین کار را انجام دهند اما با عایق کاری مانع از انجام این کار می‌شوند. برای یک کابل تک هسته‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای، مقاومت ارائه‌شده توسط عایق در برابر انرژی الکتریکی به شکل رابطه زیر نشان داده‌می‌شود
R ins = ρdr / 2π rl
هنگامی که یکپارچه شده‌است؛
R ins [ρ / 2π rl (log e (r 1 /r 2 ))]
که ρ = مقاومت رسانا.
r 1 = شعاع هادی.
r 2 = شعاع عایق.
ما هر روز از همه جهات توسط امواج الکترومغناطیسی بمباران می‌شویم. امواج بسیار زیادی همیشه از خانه‌های ما عبور‌می‌کنند. این امواج میتوانند امواج رادیویی منتشر‌شده از یک ایستگاه رادیویی مجاور، مایکروویو، امواج تلفن همراه ما، اشعه مادون قرمز و بسیاری موارد دیگر باشند.
این احتمال وجود دارد که امواج منتشر‌شده توسط کابل‌ها فرکانس یا طول موج یکسانی داشته‌باشند که می تواند باعث تداخل شود. کابل‌ها نه تنها باعث نشتی و باعث تداخل در سیگنال‌ها می‌شوند و شدت سیگنال‌ها را کاهش می‌دهند، بلکه میتوانند سیگنالی را که از نزدیکی عبور می‌کنند نیز جذب کنند.
با روشن بودن تلفن‌های همراه، رادیو و تلویزیون ما نیز روشن، اگر کابل‌های کواکسیال عایق بندی بالایی نداشته‌باشند، به دلیل تداخل به سختی می‌توانید صدا را بشنوید. همچنین توجه داشته‌باشید که وقتی به رادیو نزدیک هستید. و سیگنالی به تلفن همراه شما می‌آید، دستگاه رادیویی به دلیل تداخل امواج شروع به ایجاد صدای ناخواسته می‌کند.
کابل کواکسیال به منظور جلوگیری از نشت سیگنال‌ها و جلوگیری از نفوذ سیگنالهای اطراف به داخل کابل‌ها دارای عایق زیادی هستند .
کابل نه تنها از نشت سیگنال‌ها جلوگیری می‌کند. بلکه از انرژی الکتریکی نیز جلوگیری‌می‌کند زیرا مواد مورد‌استفاده در عایق کاری کابل ایجاد نارسانای گرما و برق هستند.
طراحی کواکسیال باعث می‌شود‌که میدان مغناطیسی و الکتریکی که در امتداد رسانا منتشر‌می‌شود. به دی الکتریک که به عنوان عایق عمل می‌کند محدود شود و فضایی برای نشتی اندک یا بدون نشتی سیگنال در خارج از پوشش کابل ایجاد کند.
کابل‌های کواکسیال برای انتخاب کابل‌هایی که میتوانند سیگنالهای ضعیفی را منتقل کنند. و نمی‌توانند تداخل اطراف را تحمل کنند یا برای سیگنالهای الکتریکی بالاتری که نباید اجازه نشتی به ساختارها یا مدار مجاور را داشته باشند، انتخاب خوبی هستند.