Cách tính giá trị tham chiếu trọng lượng lý thuyết cho các loại dây đồng bọc nhôm (CCA) đặc có đường kính khác nhau

Khi báo giá, bản vẽ hoặc kiểm tra nhận hàng yêu cầu dây đồng phủ đồng nguyên khối , trọng lượng lý thuyết là một con số hữu ích để sàng lọc. Nó giúp đội kỹ thuật so sánh các cỡ dây, ước tính khối lượng cuộn dây và phát hiện sự không khớp trước khi vật liệu được đưa vào giai đoạn bản vẽ, xoắn hoặc bện cáp. Đây không phải là thay thế cho khối lượng trên đơn vị chiều dài được nhà cung cấp chứng nhận: kết quả thực tế phụ thuộc vào đường kính thành phẩm, tỷ lệ đồng, hình học lớp phủ, dung sai và điều kiện thử nghiệm.

Đối với thảo luận về vật liệu dẫn điện, trình tự thực tế rất đơn giản: xác định cấu trúc, tính diện tích mặt cắt ngang thành phẩm, chọn mật độ tham chiếu được nêu rõ ràng, sau đó nhân với chiều dài. Cách này đáng tin cậy hơn việc coi nhãn chung chung dây đồng phủ đồng nguyên khối như thể nó mô tả một mật độ cố định duy nhất.

Bắt đầu từ cấu trúc đằng sau giá trị dây đồng phủ đồng nguyên khối

CCA là viết tắt của copper-clad aluminum: lõi nhôm được bao phủ bởi một lớp đồng. A dây đồng phủ đồng nguyên khối do đó, việc tính toán cần nhiều hơn chỉ một đường kính. Nó còn cần cơ sở để xác định hàm lượng đồng. Các nhà cung cấp có thể biểu thị hàm lượng đồng theo khối lượng, theo thể tích hoặc theo cấu trúc lớp bao phủ đã được quy định. Những cơ sở này không thể hoán đổi cho nhau một cách tùy tiện.

Đối với ví dụ tham khảo được trình bày dưới đây, hãy giả sử một dây dẫn tròn dây đồng phủ đồng nguyên khối có 15% đồng theo khối lượng và 85% nhôm theo khối lượng. Sử dụng các giá trị khối lượng riêng sơ bộ là 8,96 g/cm³ đối với đồng và 2,70 g/cm³ đối với nhôm. Với cơ sở phân số khối lượng, khối lượng riêng lý thuyết của vật liệu tổ hợp là:

ρ _Khoảng = 1 ÷ (w _Cu /ρ _Cu + w _{Kim loại} /ρ _{Kim loại} )

Đối với ví dụ này: 1 ÷ (0,15/8,96 + 0,85/2,70) ≈ 3,01 g/cm³ . Giá trị 3,01 g/cm³ này là một giả định minh họa cho mục đích của ví dụ này dây đồng phủ đồng nguyên khối tài liệu tham khảo, không phải đặc tả vật liệu chung chung.

Công thức gọn cho một mét

Đối với dây tròn dây đồng phủ đồng nguyên khối , trước tiên hãy tính diện tích tiết diện thực tế:

A = πd² ÷ 4

ở đâu d là đường kính thực tế tính bằng milimét và Alà diện tích tính bằng mm². Một cách thuận tiện, nếu khối lượng riêng được nhập theo đơn vị g/cm³ và diện tích theo mm² thì khối lượng của một mét sẽ là:

Khối lượng (g/m) = khối lượng riêng (g/cm³) × diện tích (mm²)

Việc rút gọn đơn vị này đúng vì một mét dây có tiết diện 1 mm² sẽ có thể tích là 1 cm³. Đối với chiều dài yêu cầu, hãy nhân giá trị dây đồng phủ đồng nguyên khối g/m với số mét tương ứng rồi chia cho 1.000 để ước tính khối lượng tính bằng kilôgam.

Bảng tra cứu tham chiếu cỡ dây đã qua gia công

Bảng này sử dụng các đường kính danh định AWG phổ biến và giả định khối lượng riêng 3,01 g/cm³ nêu trên. Bảng cung cấp dữ liệu tham chiếu để lập kế hoạch cho dây tròn dây đồng phủ đồng nguyên khối , chứ không phải tiêu chí để xuất xưởng. Việc chỉ ghi rõ cỡ dây là chưa đủ khi bản vẽ của khách hàng quy định dung sai đường kính khác.

Ví dụ: 1.000 m dây AWG 18 theo giả định nêu trên dây đồng phủ đồng nguyên khối có khối lượng xấp xỉ 2,48 kg đối với phần lõi dẫn trần. Khối lượng của 500 m sẽ vào khoảng 1,24 kg trước khi cộng thêm khối lượng cuộn dây, lớp cách điện, bao bì hoặc hao hụt trong quá trình sản xuất.

Tại sao tỷ lệ đồng làm thay đổi kết quả

Cùng một cỡ dây thành phẩm có thể cho ra các giá trị lý thuyết khác nhau nếu tỷ lệ đồng thay đổi. Đồng có khối lượng riêng cao hơn nhiều so với nhôm, do đó việc tăng tỷ lệ đồng sẽ làm tăng khối lượng riêng tổng hợp cũng như giá trị khối lượng tính toán dây đồng phủ đồng nguyên khối khối lượng. Vì vậy, một bảng dựa trên một tỷ lệ phần trăm đồng giả định không nên được sử dụng riêng lẻ để xác định một sản phẩm chưa biết hoặc giải quyết một khiếu nại thương mại.

Cũng cần kiểm tra xem tỷ lệ phần trăm yêu cầu được quy định theo khối lượng hay theo thể tích. Phép tính nêu trên sử dụng phân số khối lượng. Nếu một bảng thông số kỹ thuật định nghĩa lớp phủ theo thể tích, hãy sử dụng mật độ có trọng số theo thể tích thay vào đó: ρ = v _Cu ρ _Cu + V _{Kim loại} ρ _{Kim loại} . Việc chuyển đổi sai cơ sở có thể khiến một dây đồng phủ đồng nguyên khối giá trị tham chiếu trông chính xác hơn thực tế.

Sử dụng phép tính ở giai đoạn phù hợp

Tính toán lý thuyết dây đồng phủ đồng nguyên khối giá trị này hữu ích trong việc rà soát sơ bộ RFQ, lập kế hoạch vật liệu và phân loại kiểm tra nhập kho. Trong từng trường hợp, hãy so sánh các đối tượng tương đương: dây dẫn trần hoàn tất với dây dẫn trần hoàn tất, cùng đường kính danh định và cùng cơ sở thành phần. Không so sánh trọng lượng cáp cách điện hoàn tất với giá trị dây trần.

• Xác nhận hệ thống thước đo áp dụng và đường kính hoàn tất đã đo hoặc danh định.
• Hỏi xem hàm lượng đồng được quy định theo khối lượng, theo thể tích hay theo một thông số cấu tạo kiểm soát khác.
• Xác nhận xem giá trị được yêu cầu là g/m, kg/km, khối lượng cuộn ròng hay khối lượng lô hàng tổng.
• Thiết lập phương pháp lấy mẫu và đo lường đã thống nhất trước khi coi một dây đồng phủ đồng nguyên khối độ chênh lệch là vấn đề về chất lượng.

Trên thực tế, một bảng thông số kỹ thuật liệt kê đường kính, cơ sở đồng, dung sai khối lượng tuyến tính và điều kiện đo lường sẽ ngăn ngừa nhiều cuộc thảo luận không cần thiết. Nói cách khác, mục tiêu không phải là làm cho một dây đồng phủ đồng nguyên khối ước tính trông chính xác; mà là làm cho các giả định đủ rõ ràng để các đội kỹ thuật, mua hàng và kiểm soát chất lượng có thể xác minh cùng một yêu cầu.

Danh sách kiểm tra cuối cùng cho phép tính toán

Để tính toán một dây đồng phủ đồng nguyên khối giá trị tham chiếu về khối lượng đáng tin cậy, hãy sử dụng diện tích hình tròn hoàn chỉnh, mô hình mật độ CCA được nêu rõ và chiều dài yêu cầu. Ghi lại mọi đầu vào kèm theo đơn vị đo tương ứng. Sau đó so sánh kết quả với thông số kỹ thuật do nhà cung cấp kiểm soát và kết quả đo thực tế từ mẫu. Đối với dây CCA tròn mua hàng, việc kiểm tra có thể truy xuất nguồn gốc này hữu ích hơn nhiều so với việc chỉ dựa vào tên thước đo.