تحليل مقاومة الموصل الكهربائي كدالة لمعلمات عملية تصلب العمل و deometry

في السياق الاقتصادي الحالي ، تواجه صناعة الكابلات الكهربائية تحديات تقنية واقتصادية.وبسبب عولمة الأسواق العالمية والارتفاع المستمر في أسعار المواد الأولية اللازمة لتصنيع الكابلات الكهربائية وخاصة النحاس ، يجب على المصنعين تكييف نماذجهم الاقتصادية من أجل ضمان استدامة أنشطتهم.لذلك يجب عليهم وضع استراتيجية عالمية لتحسين أداء عمليات التصنيع من ناحية ، ومن ناحية أخرى ، لتحسين معايير تصميم الكابلات الكهربائية.الهدف هو جزء من نهج لتحسين استهلاك المواد الخام مع احترام إطار المتطلبات القياسية للكابلات الكهربائية.ومع ذلك ، لا يمكن تحقيق هذا الهدف دون فهم مفصل للظواهر الكهربائية السائدة في هياكل الكابلات.لهذا ، تعد دراسة عمليات التصنيع ومعايير التصميم ضرورية من أجل تحديد وقياس تأثيرها على السلوك الكهربائي ، وبشكل أكثر دقة على المقاومة الكهربائية الإجمالية للكابلات.تتكون الأخيرة عمومًا من قلب موصل من النحاس أو الألومنيوم وطبقة واقية واحدة أو أكثر من المواد العازلة و / أو المعدنية.يركز البحث بشكل أساسي على دراسة الجزء الموصل للكابل.يتكون هذا من خيوط وحدة مجمعة في طبقات متحدة المركز متتالية.يمكن أن يكون شكل الخيوط دائريًا ، وملفوفًا ، ومثلثًا ، وبيضاويًا ، وما إلى ذلك. بشكل عام ، يتم تصنيع القلب الموصل باستخدام عمليات التشوه الباردة ، مثل الأسلاك والضغط.خلال هذه العمليات ، تخضع لتشوهات بلاستيكية للوصول إلى مواصفات هندسية محددة جيدًا.تنتج هذه التشوهات عن مجالات الضغط الناتجة عن قوى الشد والالتواء والضغط والاحتكاك الخاصة بعمليات التصنيع.من المقبول أن هذه التشوهات تؤثر على السلوك الميكانيكي والكهربائي للنواة الموصلة.من وجهة نظر ميكانيكية ، تؤدي التشوهات البلاستيكية لخيوط الوحدة إلى التصلب عن طريق إجهاد المادة ، وبالتالي تعديل خواصها الميكانيكية الكلية.ينتج عن هذا زيادة في الحد المرن للمادة وصلابة ميكانيكية أكثر وضوحًا في جر القلب الموصل.من المفهوم أن التعديلات التي تمت ملاحظتها ليست هي نفسها من تصميم إلى آخر.ثم تعتمد على معلمات التصميم ، مثل عدد وشكل الخيوط الأولية ، وعدد الطبقات ، ودرجة الأسلاك ، واتجاه الأسلاك ، ومعدل الضغط (معدل ضغط القلب) ، وشكل وحجم الجزء الداخلي. مناطق الاتصال حبلا.من وجهة نظر كهربائية ، يجب دراسة كل هذه الاختلافات من أجل قياس تأثيرها ، في نفس الوقت على التوصيل الكهربائي للمادة ، وتوزيع التيار والمقاومة الكهربائية الكلية للكابل.يركز البحث على تحليل السلوك الكهربائي للخيوط الموصلة للكابلات الكهربائية ، وبشكل أكثر تحديدًا على مقاومتها الكهربائية الكلية.
سوف يهتم التحليل بشكل أساسي بدراسة المقاومة الكهربائية في الوضع الثابت (التيار المباشر).تتمحور الأهداف الصناعية حول النقاط التالية:
فهم الظواهر الكهربائية التي تسود الأرواح الموصلة ،
حجم النوى الموصلة للحصول على مقاومة كهربائية محددة ،
تقليل استهلاك المواد الخام وخاصة النحاس.
من أجل تحقيق هذه الأهداف ، يتم استخدام أدوات الحساب القائمة على النماذج العددية للتنبؤ بالسلوك الميكانيكي والكهربائي للموصلات.
أولاً ، سيسمح لنا إعادة إنتاج عمليات الكابلات والضغط بتقريب مجالات التشوه للقلب الموصل والشكل الحقيقي لمناطق التلامس بين الخيوط.ثانيًا ، سيحدد التحليل الكهربائي تأثيرها على التوصيل الحالي وبالتالي على المقاومة الكهربائية الكلية للنواة الموصلة.
سيتم استخدام هذه النماذج ، التي تعتمد على طريقة العناصر المحدودة ، لتحديد تأثير معلمات عمليات الكابلات والضغط على الخواص الكهربائية للأقطاب الموصلة.سيتم استخدام نتائج المحاكاة لإنشاء مجموعة من معلمات التصميم من أجل تحسين استهلاك المواد الخام.
يخضع قلب الموصل لتشوهات بلاستيكية بسبب تصلب المادة أثناء التصنيع ؛سيكون من المفيد بعد ذلك تحليل تأثيرها على التوصيل الكهربائي للمادة.
من وجهة نظر علم البلورات ، ترجع هذه التشوهات البلاستيكية إلى تكوين وتضاعف وإزاحة العيوب الخطية المتنقلة في الشبكة البلورية للمعدن.
تسمى هذه العيوب الاضطرابات.يؤدي العدد المتزايد من الاضطرابات الناتجة أثناء التشوهات البلاستيكية وتفاعلها مع بعضها البعض (أو مع الشوائب ، والرواسب ، وما إلى ذلك) إلى تقليل حركتها.ينتج عن هذا تصلب الهيكل المعدني للمعدن.
هذه الظاهرة تسمى "تصلب".يؤدي هذا أيضًا إلى انخفاض حجم الحبوب وبالتالي زيادة عدد حدود الحبوب في الهيكل المعدني.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن العيوب والشواغر الموجودة في الشبكة البلورية للمعدن تشكل عقبات أمام ناقلات الشحنات الكهربائية (الإلكترونات).
تتسبب هذه الاختلافات في تدهور التوصيل الكهربائي للمادة ، ولكن أيضًا يؤدي إلى توزيع غير متساوٍ لها في قسم النواة الموصلة.
سيتم وصف مقاومة التلامس الكهربائي والتغير في التوصيل الكهربائي كدالة لتصلب المادة بشكل تجريبي.
بعد ذلك ، سيتم استخدام الأخير في النماذج العددية من خلال تحديد استراتيجية اقتران ميكانيكي كهربائي ، مما يجعل من الممكن مراعاة تأثير مقاومة التلامس وتصلب الإجهاد على المقاومة الكهربائية الإجمالية للكابلات.