銅導(dǎo)體種類 銅絲性能區(qū)分 銅絲重要高頻參數(shù)介紹

銅導(dǎo)體種類概述

銅導(dǎo)體由單條銅線或多條銅線組成，分別敘述如下：

硬銅線：經(jīng)伸線冷加工而成，具有較高的抗張強(qiáng)度，適用于架空輸電線、配電線及建筑線之導(dǎo)體.

軟銅線：硬銅線加熱去除冷卻加工所產(chǎn)生之殘余應(yīng)力而成，富柔軟性及彎曲性，并具有較高之導(dǎo)電率，用以制造通信及電力線纜之導(dǎo)體、電氣機(jī)械及各種家用電器之導(dǎo)線.

半硬銅線：抗張強(qiáng)度介于硬銅線與軟銅線之間，用于架空線之綁線及收音機(jī)之配線.

鍍錫銅線：銅線表面鍍錫以增加焊接性及保護(hù)銅導(dǎo)體于PVC或橡膠絕緣押出時(shí)不受侵蝕，并防止橡膠絕緣之老化.

平角銅線：斷面為正方形或長(zhǎng)方形之銅線，為制造大型變壓器或大型馬達(dá)等感應(yīng)線圈之材料.

無(wú)氧銅線：含氧量0.001%以下、純度特高之銅線，銅之含量在99.99%以上，不會(huì)受氧脆化，用以制真空管內(nèi)之導(dǎo)線、半導(dǎo)體零件導(dǎo)線及極細(xì)線等.

漆包線：銅線軟化后，表面涂以絕緣漆，經(jīng)加熱烤干而成，一般分為天然樹脂及合成樹脂漆包線.

銅箔絲：以扁平且極薄之銅絲卷繞于纖維絲上的導(dǎo)體。

先絞后鍍線：將未鍍之銅線絞合后，再加以鍍鋁.

銅包鋼：一般用于同軸線作信號(hào)的傳輸(如電視機(jī)與VCD的連接、戶外電視天線、閉路電視等﹔較硬線具有更高的抗張強(qiáng)度，在高山地帶，跨越河流等須長(zhǎng)距離時(shí)作為架空線用，依其銅厚度，一般分導(dǎo)電率21%、30%、40%等。

合金銅：由銅和其它導(dǎo)體金屬組成，如銅鎳合金等，用于特殊用途線。

目前常用的導(dǎo)體主要有如下幾種：

鍍錫銅線，英文縮寫為TC﹔

裸銅線，英文縮寫為BC﹔

鍍銀銅線，英文縮寫為SC﹔

鍍銀銅包鋼，英文縮寫為SCCS

銅包鋼，英文縮寫為CP.

銅絲性能區(qū)分概述

按電阻率（長(zhǎng)為1m，截面積為1mm2的材料電阻值大?。﹦澐?，一般情況下我們將材料分為三類：

導(dǎo) 體：電阻率在102Ω·mm2/m以下

半導(dǎo)體：電阻率為103~108Ω·mm2/m﹔

絕緣體：電阻率為108Ω·mm2/m以上。

目前常用的金屬導(dǎo)體有金、銀、銅等(如下表)，考慮到導(dǎo)體的價(jià)格和導(dǎo)電性能，最常用的為銅導(dǎo)體。導(dǎo)電系數(shù)以銅為標(biāo)準(zhǔn)(100%)，各導(dǎo)體比較如下表：

由上表可知，銅的導(dǎo)電率較佳，適用性能廣，成本較低，還可在其表面鍍錫，利于焊接，并有抗氧化作用(指與空氣中氧氣結(jié)合氧化.

銅絲各種性能介紹

導(dǎo)體電阻— 導(dǎo)體之電阻與其長(zhǎng)度成正比與其截面積成反比 。

導(dǎo)電率—以20℃時(shí)長(zhǎng)度為1m、截面積為1mm2之標(biāo)準(zhǔn)軟銅線之電阻1/58ohm(0.017241 ohm)為基準(zhǔn)，稱為100%導(dǎo)電率。電阻愈大，則導(dǎo)電率愈低，兩者成反比例。

耐彎折性—單線之一端固定，另一端加上重量使垂直向下，然后來(lái)回180地彎折，直至線斷為止，彎折次數(shù)愈多，表示耐彎折性愈強(qiáng)。

拉斷力—抗張?jiān)囼?yàn)時(shí)，施于試樣而使其斷裂之最大負(fù)荷重量或力。

抗張強(qiáng)度—抗張?jiān)囼?yàn)時(shí)，使得試樣斷裂，單位面積承受的拉斷力。

伸長(zhǎng)率— 于規(guī)定之標(biāo)準(zhǔn)距離，試樣經(jīng)伸長(zhǎng)至斷裂后所增加之長(zhǎng)度與原來(lái)長(zhǎng)度之比率。

導(dǎo)體在溫度不同時(shí)會(huì)有不同的阻抗，一般常以20℃或25℃時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，溫度愈高，阻抗會(huì)愈大.

銅絲重要高頻參數(shù)介紹

高頻電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流會(huì)趨向于導(dǎo)體表面分布，越接近導(dǎo)體表面電流密度越大。這種現(xiàn)象就是趨膚效應(yīng)。頻率越高，電流就越集中在導(dǎo)體表面，可以想象，當(dāng)頻率足夠高時(shí)，電流幾乎只分布在導(dǎo)體表面上薄薄的一層，導(dǎo)體內(nèi)部幾乎沒有電流

對(duì)于像銅這樣的良導(dǎo)體，電導(dǎo)率極高，所以隨著頻率升高，很快就表現(xiàn)出明顯的趨膚效應(yīng)，一般6MHz多一點(diǎn)趨膚深度近似1mil，大概在55MHz左右的時(shí)候趨膚深度約0.35mil，1GHz時(shí)約0.1mil，趨膚效應(yīng)必然對(duì)高速信號(hào)產(chǎn)生很大影響。銅的表面并不像看起來(lái)那么光滑，趨膚效應(yīng)導(dǎo)致信號(hào)損耗增加。

銅線的AWG是個(gè)啥？

AWG（American wire gauge）美國(guó)線規(guī)，是一種區(qū)分導(dǎo)線直徑的標(biāo)準(zhǔn)，又被稱為 Brown & Sharpe線規(guī)。這種標(biāo)準(zhǔn)化線規(guī)系統(tǒng)于1857年起在美國(guó)開始使用。另外AWG還是陣列波導(dǎo)光柵(Arrayed Waveguide Grating)的縮寫。

美國(guó)區(qū)分導(dǎo)線直徑的標(biāo)準(zhǔn)，又稱B&S線程（即Brown & Sharps線程）銅線直徑通常以AWG（美國(guó)導(dǎo)線規(guī)格）作為單位進(jìn)行測(cè)量。AWG前面的數(shù)值（如24AWG、26AWG）表示導(dǎo)線形成最后直徑前所要經(jīng)過(guò)的孔的數(shù)量，數(shù)值越大，導(dǎo)線經(jīng)過(guò)的孔就越多，導(dǎo)線的直徑也就越小。粗導(dǎo)線具有更好的物理強(qiáng)度和更低的電阻，但是導(dǎo)線越粗，制作電纜需要的銅就越多，這會(huì)導(dǎo)致電纜更沉、更難以安裝、價(jià)格也更貴，電纜設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)在于使用盡可能小直徑的導(dǎo)線（減小成本和安裝復(fù)雜性），而同時(shí)保證在必要電壓和頻率之下實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線的最大容量，在我們線纜行業(yè)，在UL758的規(guī)范里面就專門有對(duì)導(dǎo)體的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)的詳述，它的標(biāo)準(zhǔn)為上面說(shuō)的AWG，就是American Wire Guage,也就是各線纜企業(yè)所參照的標(biāo)準(zhǔn)，它把導(dǎo)體分為單銅（單條銅導(dǎo)體）和絞銅（多條銅導(dǎo)體絞合成的銅導(dǎo)體），單銅根據(jù)直徑大小劃分規(guī)格﹔絞銅根據(jù)截面積大小劃分規(guī)格，如下表所示：

平方是個(gè)啥？

國(guó)內(nèi)的國(guó)標(biāo)在描述導(dǎo)體截面積的時(shí)候，一般都是用多少平方來(lái)表示。這個(gè)平方大家可千萬(wàn)別誤認(rèn)為是平方米哦？實(shí)際上是平方毫米mm2 ，幾平方是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的的一個(gè)標(biāo)稱值，幾平方是用戶根據(jù)電子線束的負(fù)荷來(lái)選擇電線電纜。電線平方數(shù)是裝修水電施工中的一個(gè)口頭用語(yǔ)，常說(shuō)的幾平方電線是沒加單位，即平方毫米。電線的平方實(shí)際上標(biāo)的是電線的橫截面積，即電線圓形橫截面的面積，單位為平方毫米。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)載電量是當(dāng)電網(wǎng)電壓是220V時(shí)候，每平方電線的經(jīng)驗(yàn)載電量是一千瓦左右。銅線每個(gè)平方可以載電1-1.5千瓦，鋁線每個(gè)平方可載電0.6-1千瓦。因此功率為1千瓦的電器只需用一平方的銅線就足夠了。具體到電流，短距送電時(shí)一般銅線每平方可載3A到5A的電流。散熱條件好取5A/平方毫米，不好取3A/平方毫米。

換算方法：知道電子線束的平方，計(jì)算電線的半徑用求圓形面積的公式計(jì)算：電線平方數(shù)（平方毫米）＝圓周率（3.14）×電線半徑（毫米）的平方

知道電子線束的平方，計(jì)算線直徑也是這樣，如：2.5平方電線的線直徑是：2.5÷3.14=0.8，再開方得出0.9毫米，因此2.5方線的線直徑是：2×0.9毫米＝1.8毫米;知道電子線束的直徑，計(jì)算電線的平方也用求圓形面積的公式來(lái)計(jì)算：電線的平方＝圓周率（3.14）×線直徑的平方／4電纜大小也用平方標(biāo)稱，多股線就是每根導(dǎo)線截面積之和；那么AWG和平方都是代表導(dǎo)體的截面積，那么1AWG和1平方（mm2）是不是代表一樣的截面積大小呢？正確答案請(qǐng)看下表：公式==3.14*（單根直徑/2）*（單根直徑/2）*總根數(shù).

常用平方和AWG轉(zhuǎn)換值參考表單

現(xiàn)在大家都知道啦如何換算AWG數(shù)和平方進(jìn)行對(duì)應(yīng)啦，通常我們都知道綜合考慮來(lái)說(shuō)，銅有著絕佳的電傳導(dǎo)能力，因此被廣泛應(yīng)用在電力領(lǐng)域，但是銅畢竟不是超導(dǎo)體，其本身也存在著一定的阻抗，電流的通過(guò)同樣會(huì)造成發(fā)熱，因此線材的最大載流量（CurrentCarryingCapacity）或者說(shuō)耐電流能力的定義就是導(dǎo)體或者絕緣體在融化前，其所能負(fù)載的最大電流。對(duì)于單芯裸銅線來(lái)說(shuō)，由于其熔點(diǎn)較高達(dá)到1083.4℃，因此其可以承擔(dān)的電流可以說(shuō)是很高的，但是對(duì)于線材的絕緣層來(lái)說(shuō)這個(gè)溫度就太高了，銅的熔點(diǎn)尚未到達(dá)絕緣層就已經(jīng)全部熔化，因此導(dǎo)致線路之間的短路了。

因此對(duì)于PC電源的線材來(lái)說(shuō)，其可以承受的最大電流，就是絕緣層融化前的最大電流。而不同材質(zhì)的絕緣層適用溫度則各有不同，按照規(guī)范是需要在線材上進(jìn)行標(biāo)識(shí)的，根據(jù)UL1581或者UL758，國(guó)標(biāo)CCC等都會(huì)要求標(biāo)準(zhǔn)該線材的最大適用溫度在線材的表面，印字上去。

以通用的18AWG線材為例，在其絕緣層最大適用溫度為80℃的時(shí)候，線材的電流的承載能力為15A。如果這條線材用在PCI-E接口的供電上，從我們?cè)缜?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/858/" target="_blank">科普的供電接口信息可以了解到，PCI-E供電接口理論上單端子可以承擔(dān)8A的電流，此時(shí)使用18AWG的線材是完全可以滿足需求的。

不過(guò)對(duì)于帶有2個(gè)6+2pinPCI-E供電接口的線材來(lái)說(shuō)，由于接口是并聯(lián)關(guān)系，因此前端線材需要承擔(dān)的最大電流理論上是16A，此時(shí)這條線材已經(jīng)滿足不了要求，需要換用16AWG的線材或者使用絕緣層適用溫度為105℃的18AWG線材，后者的最大承受電流是18，所以選擇導(dǎo)體的規(guī)格非常重要，不管是國(guó)標(biāo)的CCC平方還是美規(guī)的AWG，最終其實(shí)都是期載流量或者叫導(dǎo)體電阻的值來(lái)選擇匹配商用！目前UL對(duì)于AWG規(guī)格的抽驗(yàn)基本也是要求電阻來(lái)做最終的判斷！

審核編輯：劉清