تحليل مقاومة الموصل الكهربائي كدالة لمعايير عملية تصلب العمل وقياسها

في السياق الاقتصادي الحالي ، تواجه صناعة الكابلات الكهربائية تحديات تقنية واقتصادية. في الواقع ، نظرًا لعولمة الأسواق العالمية والارتفاع المستمر في سعر المواد الخام اللازمة لتصنيع الكابلات الكهربائية ، وخاصة النحاس ، يجب على الشركات المصنعة تكييف نماذجها الاقتصادية لضمان استدامة أنشطتها. لذلك يجب عليهم وضع استراتيجية عالمية لتحسين أداء عمليات التصنيع من ناحية ، ومن ناحية أخرى ، لتحسين معلمات التصميم للكابلات 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 ، والتي تسود في هياكل الكابلات. لهذا ، تعتبر دراسة عمليات التصنيع ومعلمات التصميم ضرورية من أجل تحديد وقياس تأثيراتها على السلوك الكهربائي ، وبشكل أكثر دقة على المقاومة الكهربائية الكلية للكابلات. يتكون هذا الأخير عمومًا من جوهر موصل من النحاس أو الألومنيوم وطبقات وقائية أو أكثر من المواد العازلة و / أو المعدنية. يركز البحث بشكل أساسي على دراسة الجزء الموصل من الكابل. هذا يتكون من خيوط الوحدة التي تم تجميعها في طبقات متحدة المركز. يمكن أن يكون شكل الخيوط دائرية أو معربًا ومثلثًا أو بيضاويًا ، وما إلى ذلك ، يتم تصنيع النواة الموصلة باستخدام عمليات التشوه الباردة ، مثل الأسلاك والضغط. خلال هذه العمليات ، يخضع لتشوهات البلاستيك حتى تصل إلى مواصفات هندسية محددة جيدًا. تنجم هذه التشوهات عن حقول الإجهاد الناتجة عن قوى الشد ، الالتزام ، الانضغاطية والاحتكاك الخاصة بعمليات التصنيع. من المقبول أن هذه التشوهات تؤثر على السلوك الميكانيكي والكهربائي للنواة الموصلة. من وجهة نظر ميكانيكية ، تؤدي التشوهات البلاستيكية في خيوط الوحدة إلى تصلب عن طريق تصلب السلالة للمادة ، وبالتالي تعديل خصائصها الميكانيكية الشاملة. ينتج عن هذا زيادة في الحد المرن للمادة والصلابة الميكانيكية الأكثر وضوحًا في جر النواة الموصلة. من المفهوم أن التعديلات التي لوحظت ليست هي نفسها من تصميم إلى آخر. ثم يعتمدون على معلمات التصميم ، مثل عدد وشكل الخيوط الأولية ، وعدد الطبقات ، وملعب الأسلاك ، واتجاه الأسلاك ، ومعدل الضغط (معدل ضغط القلب) ، وشكل وحجم بين- مناطق الاتصال حبلا. من وجهة نظر كهربائية ، يجب دراسة كل هذه الاختلافات من أجل تحديد تأثيراتها ، في نفس الوقت على الموصلية الكهربائية للمادة ، وتوزيع التيار والمقاومة الكهربائية الكلية للكابل. يركز البحث على تحليل السلوك الكهربائي للخيوط الموصلة للكابلات الكهربائية ، وبشكل أكثر تحديداً على مقاومتها الكهربائية الكلية.
سيهتم التحليل بشكل أساسي بدراسة المقاومة الكهربائية في الوضع الثابت (التيار المباشر). تدور الأهداف الصناعية حول النقاط التالية:
 فهم الظواهر الكهربائية التي تسود في النفوس الموصلة ،
 حجم النوى الموصلة للحصول على مقاومة كهربائية محددة ،
 تقليل استهلاك المواد الخام ، وخاصة النحاس.
من أجل تحقيق هذه الأهداف ، استخدام أدوات الحساب القائمة على النماذج العددية للتنبؤ بالسلوك الميكانيكي والكهربائي للموصلات.
أولاً ، سيتيح لنا استنساخ عمليات الكابلات والضغط تقريبيًا لحقول التشوه في النواة الموصلة والشكل الحقيقي لمناطق التلامس بين الخطوط. ثانياً ، سيحدد التحليل الكهربائي تأثيراتها على التوصيل الحالي ، وبالتالي على المقاومة الكلية الكهربائية للنواة الموصلة.
سيتم استخدام هذه النماذج ، استنادًا إلى طريقة العناصر المحدودة ، لقياس تأثير معلمات العمليات والضغط على الخواص الكهربائية للنوى الموصلة. سيتم استخدام نتائج المحاكاة لإنشاء مجموعة من معلمات التصميم من أجل تحسين استهلاك المواد الخام.
يخضع النواة الموصلة لتشوهات البلاستيك عن طريق تصلب السلالة للمادة أثناء التصنيع ؛ سيكون من المفيد بعد ذلك تحليل تأثيراتها على الموصلية الكهربائية للمادة.
من وجهة نظر بلورية ، ترجع هذه التشوهات البلاستيكية إلى التكوين والضرب وإزاحة العيوب الخطية المتنقلة في الشبكة البلورية للمعادن.
وتسمى هذه العيوب الاضطرابات. يؤدي العدد المتزايد من الاضطرابات الناتجة خلال التشوهات البلاستيكية وتفاعلها مع بعضها البعض (أو مع الشوائب ، والرواسب ، وما إلى ذلك) إلى تقليل حركتها. وهذا يؤدي إلى تصلب الهيكل المعدني للمعادن.
وتسمى هذه الظاهرة "تصلب". يؤدي هذا أيضًا إلى انخفاض في حجم الحبوب ، مما يزيد من عدد حدود الحبوب في بنية المعادن.
بالإضافة إلى ذلك ، تشكل العيوب والشواغر الواردة في الشبكة البلورية للمعادن ، عقبات مقابل شركات الشحن الكهربائي (الإلكترونات).
تسبب هذه الاختلافات تدهور الموصلية الكهربائية للمادة ، ولكن أيضًا توزيع غير متساوٍ لها في قسم النواة الموصلة.
سيتم تمييز مقاومة التلامس الكهربائية والاختلاف في الموصلية الكهربائية كدالة لتصلب السلالة للمادة بشكل تجريبي.
بعد ذلك ، سيتم استخدام هذا الأخير في النماذج العددية من خلال تحديد استراتيجية اقتران كهروضوئية ، مما يجعل من الممكن مراعاة تأثير مقاومة التلامس وتصلب الإجهاد على المقاومة الكهربائية الكلية للكابلات.