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电子/电缆

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从这里开始都是笔记

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导线规格。如果您使用AWG,则规格越大,导线越小。公制尺寸则相反。

分量视频和音频。

同轴电缆

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同轴电缆是一种电缆,由一根圆形绝缘导线组成,该导线被圆形导体护套包围,通常还被一层最终的绝缘层包围。

该电缆旨在传输高频或宽带信号,通常为射频信号。有时,直流电源(称为偏置)会添加到信号中,以供电给另一端的设备,例如在直接广播卫星接收器中。由于携带信号的电磁场(理想情况下)仅存在于内导体和外导体之间的空间中,因此它不会干扰或受到外部电磁场的干扰。

同轴电缆可以是刚性的或柔性的。刚性类型具有实心护套,而柔性类型具有编织护套,通常都是铜制。内绝缘体,也称为介电材料,对电缆的特性有重大影响,例如其特性阻抗和衰减。介电材料可以是固体或带气隙的穿孔。同轴电缆通常用射频连接器终止。

电磁学

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开路传输线具有沿线传播的电磁波延伸到平行线周围空间的特性。这些线路的损耗很低,但具有不可取的特性。它们不能弯曲、扭曲或以其他方式改变形状,而不会改变其特性阻抗。它们也不能沿着或附着在任何导电物体上,因为延伸的场会在附近的导体中感应电流,从而导致不必要的辐射和线路失谐。

同轴线通过将电磁波限制在电缆内部,即中心导体和屏蔽之间的区域,解决了这个问题。线路本身形成了同轴波导,线路中的能量传输完全通过在电缆内部导体之间传播的波进行。因此,同轴线可以弯曲和扭曲而不会产生负面影响,并且可以绑在导电支架上而不会在导电支架上感应不必要的电流。

同轴线填充有介电材料,该材料保持中心导体和屏蔽之间的间距。不幸的是,所有介电材料都与它们相关的损耗,这导致大多数同轴线的损耗大于开路线。

重要参数

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  • 浪涌阻抗,也称为特性阻抗,可以用阻抗计直接测量,单位为欧姆(Ω),也可以根据内径和外径(ø)之比计算。假设电缆内部材料的介电特性在电缆工作范围内没有明显变化,则此阻抗与频率无关。浪涌阻抗不依赖于电缆的长度。
  • 电容,单位为法拉每米。
  • 电阻,单位为欧姆每米,可以用欧姆计直接测量。
  • 衰减或损耗,单位为分贝每米。这取决于填充电缆的介电材料的损耗,以及中心导体和屏蔽的电阻损耗。这些损耗与频率有关,随着频率的增加,损耗会更高。在设计系统时,工程师不仅要考虑实际电缆本身的损耗,还要考虑连接器中的插入损耗。
  • 外径φ,它决定了必须使用哪些连接器来终止电缆。

标准电缆类型

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大多数同轴电缆的特性阻抗为 50 或 75 欧姆。射频行业使用标准类型名称来表示同轴电缆。美国军方使用 RG-# 或 RG-#/U 格式(可能是指“无线电等级,通用”,但也有其他解释)。例如

  • RG-6/U:75 Ω,高频低损耗,适用于卫星电视
  • RG-11
  • RG-58:50 Ω,φ = 0.2 英寸(5 毫米)
  • RG-59/U:75 Ω,φ = 0.25 英寸(6.5 毫米)
  • RG-178
  • RG-179:75 Ω,φ = 2.8 毫米

(φ = 直径,ΩΩ = 欧姆)

同轴电缆的用途

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短同轴电缆通常用于连接家用视频设备,或在业余无线电设置中。

长距离同轴电缆用于连接无线电网络和电视网络,尽管这在很大程度上已被其他更先进的技术(光纤、T1/E1、卫星)取代。

在广播和其他形式的无线电通信中,硬线是一种非常耐用的同轴电缆,其外部屏蔽是刚性或半刚性的管道,而不是柔性和编织线。硬线非常粗,通常至少为半英寸或 13 毫米,最厚可达此厚度的几倍,即使在高功率下也能保持低损耗。它几乎总是用于连接地面上的发射机和塔架上的天线。硬线通常被氮气或干燥空气加压,即使在数千瓦射频能量产生的高温下,也能提供出色的介电性能,尤其是在炎热的夏季和阳光下。内导体和外部屏蔽之间的物理分离通过间隔物来维持,间隔物通常由耐用的固体塑料制成,例如尼龙。

三轴电缆也存在,其中包括第三层绝缘和护套。这允许几乎完美的信号通过,该信号既被屏蔽又平衡/差分。有时也使用多导体同轴电缆。

双轴电缆或双轴电缆是两根 50 欧姆同轴电缆的 8 字形配置,用于某些专有计算机网络。

时间线

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  • 1884 年 - 沃纳·冯·西门子在德国为同轴电缆申请了专利,但没有已知应用。[未经证实:需要更多详细信息]
  • 1894 年 - 奥利弗·洛奇向英国皇家学会展示了波导传输。
  • 1929 年 - 美国电话电报公司贝尔实验室的劳埃德·埃斯彭谢德和赫尔曼·阿菲尔为第一条实用的同轴电缆申请了专利。
  • 1934 年 - 通过同轴电缆首次传输电视图像,从柏林奥运会到莱比锡。
  • 1936 年 - 美国电话电报公司在纽约和费城之间安装了实验性同轴电视电缆。
  • 1936 年 - 英国邮政局(现在的 BT)在伦敦和伯明翰之间铺设了同轴电缆,提供 40 个电话频道。[来源:http://www.bt.com 的档案]
  • 1941 年 - 美国电话电报公司在美国首次投入商业使用,从明尼苏达州明尼阿波利斯到威斯康星州史蒂文斯角。L1 系统,容量为一个电视频道或 480 个电话线路。
  • 1956 年 - 第一条跨大西洋同轴电缆 TAT-1 铺设。

光纤

五类线

电缆配置

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双绞线

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双绞线电缆是一种常见的布线形式,其中两根导线相互缠绕,以消除称为串扰的电磁干扰。每米缠绕次数是特定电缆类型的规格的一部分。缠绕次数越多,串扰就越少。

屏蔽双绞线 (STP) 具有与同轴电缆类似的外部导电外壳,理论上提供最佳的抗干扰保护。它通常用于令牌环网络。

UTP 或非屏蔽双绞线没有屏蔽层。它是电话使用的主要线缆类型,在计算机网络中也很常见。

UTP 按数字标准分为不同的类别,这些类别表示信号完整性的属性。5 类电缆通常用于 10BASE-T 或 100BASE-TX 的以太网。

在电话应用中,UTP 通常根据 AT&T 最初制定的 25 对颜色代码,分组为 25 对。这些颜色代码中的一个典型子集 (白/蓝、蓝/白、白/橙、橙/白) 出现在大多数 UTP 电缆中。

双绞音频电缆通常被称为平衡电缆。

连接器

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注册插孔 (RJ) - 非屏蔽双绞线

  1. RJ11 = 6 线电话线
  2. RJ14 = 6 线双电话线
  3. RJ45 = 8 线以太网

GCSE 科学/电学


每个人都知道电源线可能很危险。但是,插头中包含了安全功能。本模块介绍了如何正确连接插头。

三脚插头

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如今,大多数电器在出售时都已配备了成型插头。但是,了解插头的正确接线方式仍然很重要,因为仍然存在足够多的旧插头。在您的一生中,很有可能会需要更换插头。在英国,市电电压为 230 伏。如果您触碰火线,电流就会流经您的身体到达地面。电流可能足以致命。

来自电器的电缆通常由三根导线组成。导线由铜制成,并被塑料护套包裹。护套由塑料制成,并有颜色。

  • 火线为 棕色
  • 零线为 蓝色
  • 地线为 绿色 & 黄色

三根导线由外层的塑料护套覆盖。

Q1)利用您对绝缘体和导体的知识解释

为什么导线由铜制成
为什么护套由塑料制成


插头具有以下功能

  • 电缆夹,用于夹住电缆并防止其从插头中拉出
  • 三个黄铜制成的插脚。其中一个是地线插脚。
  • 保险丝
  • 塑料制成的外壳

Q2) 为什么插脚由黄铜制成,外壳由塑料制成?

插头各部分的用途

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火线和零线

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它们在电路中传输电流。市电是交流电,这意味着电流以循环方式来回流动 (在电路中顺时针和逆时针方向)。循环频率为每秒 50 次 (50 赫兹)。电流循环是通过改变火线上的电压从 +230 伏到 -230 伏,然后再回到 +230 伏实现的。零线上的电压不变化。它保持接近零 (因此被称为零线)。相比之下,电池的电压不循环。它保持恒定。这被称为直流电 (直流电)

插头的火线和零线插脚的靠近外壳的一半通常被塑料护罩覆盖。这是为了防止您在将插头插入插座时,将手指卷曲在插头上触碰到它们。

Q3)为什么只有靠近外壳的部分有护套?为什么不是整个插脚都有?

这根导线是为了保护您。许多电器都有金属外壳。例如,水壶、烤面包机、洗碗机和洗衣机。如果火线在电器内部松动并触碰到外壳,整个外壳就会带电。如果您此时触碰到它,电流就会流经您到达地面。地线只是一根连接到电器外壳的导线。它沿着软线下降到插座。在您家的线路内部,它一直下降到接地线。它通常连接到金属管道。如果火线触碰到外壳,大量电流就会流经地线。这很可能会吹断保险丝并切断电路 {见下一节},但即使保险丝没有熔断,电流也更倾向于流过低电阻的导线,而不是高电阻的人体。

插头上的地线插脚比火线和零线插脚更长。这确保了地线插脚总是先连接到插座。

保险丝

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保险丝只是一根非常细的导线。导线的熔点很低。当电流流过导线时,它会发热。如果电流过大,它就会熔断。这会切断电路。保险丝用于保护电器。如果过大的电流流过电器,可能会损坏它。它甚至可能导致火灾!

保险丝的额定电流表示熔断前的最大承载电流。在插头中,保险丝通常为 3A、5A 或 13A。电器适用的保险丝是略高于电器正常工作电流的保险丝。

Q4) 台灯通常承载 0.5 A 的电流,应在插头中使用 3A、5A 或 13A 保险丝?


Q5) 电熨斗通常承载 5.2 A 的电流,应在插头中使用 3A、5A 或 13A 保险丝?

Q6) 水壶由地线和 13A 保险丝保护。火线松动并触碰到水壶的侧面。保险丝熔断。解释原因。该装置的设计目的是当电流超过 13A 时切断电路。

火线 为棕色,交流电压为 230 伏
零线 为蓝色,交流电压约为零
地线 为绿色和黄色,是一种安全装置,旨在保护人们免受触电。
保险丝 是一种熔断并切断电路的装置,当电流过大时会发生这种情况
外壳由塑料 (绝缘体) 制成,以确保安全
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