¿Por qué son redondos los cables de cobre?

Como Jessica Rabbit, porque están dibujadas de esa manera.

La producción de alambre implica tirar (dibujar) el alambre a través de matrices sucesivamente más pequeñas (a menudo con recocido entre ellas). Las matrices se hacen con mayor facilidad con orificios redondos (generalmente están hechas de materiales muy duros como el diamante).

No todos los alambres son redondos y redondos, a veces se usan alambres en inductores y transformadores.

Cuando se aleja de las secciones transversales circulares, se encuentra con dos problemas importantes:

Primero, las esquinas ejercerían más presión contra las cosas adyacentes y es más probable que causen daños en el aislamiento.

En segundo lugar, para el uso de alta frecuencia, el efecto de la corriente de piel resultaría en una impedancia más alta en un cable con la misma sección transversal pero con esquinas. Además, la mayor cantidad de aislamiento requerido para cubrir ese conductor también cambiaría la impedancia. Si bien esto podría tratarse, ya tenemos una gran comprensión del efecto de la piel, la impedancia y el efecto de aislamiento a altas frecuencias para conductores redondos, lo que limitaría a los diseñadores a usar configuraciones alternativas sin una buena razón (como instalar más cobre). en un área más pequeña para eficiencia en inductores).

Hay muchas otras consideraciones: el trefilado ya es difícil y extenuante, ya que una sección transversal circular reduce el contacto de la matriz para un área determinada de cobre. El aislamiento aumentaría debido a la circunferencia adicional de un triángulo o cuadrado en comparación con un círculo (de nuevo, para la misma sección transversal de cobre). Al doblar o doblar las esquinas se vería más estresante, se endurecería más rápidamente y se rompería más fácilmente que el cable circular.

Cuando se habla de cables, es aún más difícil hacer otras secciones transversales. Imagina tomar 10 conductores para hacer un cable en un triángulo. Cuando está doblado, torcido o apretado, encontrará que los cables individuales del cable se mueven fuera de su lugar y se deforman a una forma más circular. ¿Cómo mantendría esos cables en su lugar para mantener la sección transversal deseada del cable? Podría ir a un solo cable, pero luego será mucho más difícil de manejar, mucho menos flexible y más propenso a romperse y dañarse.

Flexibilidad

Una sección transversal redonda permite que el cable se doble en cualquier dirección por igual.

No es estrictamente de cobre, pero para cables más grandes se obtienen núcleos triangulares. Tienden a usar aluminio para núcleos más grandes como estos.

En la industria, se utilizan barras de distribución de metal sólido (retangular) (generalmente de cobre), generalmente para aplicaciones de alta corriente:

... no siempre es redondo.

Desde un punto de producción, es fácilmente la forma más simple que se puede adoptar, y supongo que es el factor dominante en todo esto. También es mecánicamente favorable si consideras la tensión cuando comienzas a doblar cosas. Y si lo piensa, también es la forma más eficiente de empaquetar tanta área de sección transversal (por lo tanto, material conductor) en un espacio limitado.

No son solo redondos. De todos modos, los agujeros son redondos porque son más fáciles de hacer y más económicos. También los cables redondos son más versátiles en algunas situaciones generales, por ejemplo, para insertarlos en tuberías corrugadas (o no corrugadas), para doblarlos o curvarlos en poco espacio, por ejemplo. cuando sea necesario para conectarlos a tomacorrientes estándar de la oficina doméstica, etc. Por lo tanto, la sección redonda es, en general, la más utilizada por ventajas prácticas y económicas. De todos modos la sección redonda no es el único estándar. Se utilizan otras formas. Por ejemplo, por último, está extendiendo el uso de cables planos adesivos a los sistemas eléctricos domésticos o industriales: simplemente los une a la pared con su adhesivo y puede pegarlos y pintarlos directamente sin el uso de tubos corrugados, sin rozar la pared, sin enlucido. Además, los cables planos disipan con mayor eficacia el calor producido durante su fase operativa porque tienen una superficie más grande expuesta al aire en comparación con la sección necesaria para una carga eléctrica específica.

Debido al efecto de la piel, la corriente alterna tiende a viajar sobre la superficie del alambre. DC a través de todo el núcleo. Un cable redondo maximiza la sección transversal por unidad de material utilizado, por lo que es el más rentable para proporcionar un calibre o capacidad dada. También tiene el efecto secundario de proporcionar la mayor área de superficie en la superficie del conductor para un área de sección transversal dada del cable en general.

Si bien el propio proceso de fabricación de alambres es en gran medida la razón de su forma, las matrices pueden hacerlo en una variedad de formas, pero la sección transversal circular también es la más rentable.

Para cables de baja tensión (240 V, 440 V) la forma del conductor no es crítica.

Para cables de alto voltaje (3.3kV y superiores), la tensión de voltaje debe controlarse para que el aislamiento no se rompa.

La tensión de tensión es más fuerte en las esquinas afiladas. Así que la forma más fácil de controlar esto es hacer que todo sea redondo.