يُصنع سلك الألومنيوم المغلف بالنحاس من خلال تغليف طبقة نحاسية بشكل متمركز على سطح قلب الألومنيوم، وعادةً ما يزيد سمك هذه الطبقة عن 0.55 مم. ونظرًا لأن نقل الإشارات عالية التردد عبر الموصل يتميز بظاهرة التأثير السطحي، فإن إشارة تلفزيون الكابل تُنقل عبر طبقة نحاسية بسمك يزيد عن 0.008 مم، وبالتالي فإن الموصل الداخلي المصنوع من الألومنيوم المغلف بالنحاس يلبي متطلبات نقل الإشارة بشكل كامل.
1. الخواص الميكانيكية
تتميز موصلات النحاس النقي بقوة واستطالة أكبر من موصلات الألومنيوم المغلفة بالنحاس، مما يعني أن أسلاك النحاس النقي أفضل من أسلاك الألومنيوم المغلفة بالنحاس من حيث الخصائص الميكانيكية. ومن منظور تصميم الكابلات، تتمتع موصلات النحاس النقي بميزة القوة الميكانيكية الأفضل مقارنةً بموصلات الألومنيوم المغلفة بالنحاس.
وهي ليست ضرورية بالضرورة في التطبيقات العملية. يتميز موصل الألومنيوم المغلف بالنحاس بخفة وزنه مقارنةً بالنحاس النقي، مما يجعل وزن كابل الألومنيوم المغلف بالنحاس أخف من وزن كابل النحاس النقي، وهو ما يُسهّل نقل الكابل وتركيبه. إضافةً إلى ذلك، يتميز الألومنيوم المغلف بالنحاس بنعومته مقارنةً بالنحاس النقي، وبالتالي فإن الكابلات المصنوعة منه تتمتع بمرونة أفضل من كابلات النحاس النقي.
ثانيًا: الميزات والتطبيقات
مقاومة الحريق: بفضل الغلاف المعدني، تتمتع كابلات الألياف الضوئية الخارجية بمقاومة ممتازة للحريق. يتحمل المعدن درجات الحرارة العالية ويعزل اللهب بفعالية، مما يقلل من تأثير الحرائق على أنظمة الاتصالات.
نقل البيانات لمسافات طويلة: بفضل الحماية المادية المحسّنة ومقاومة التداخل، تدعم كابلات الألياف الضوئية الخارجية نقل الإشارات الضوئية لمسافات أطول. وهذا يجعلها مفيدة للغاية في الحالات التي تتطلب نقل كميات كبيرة من البيانات.
أمان عالٍ: تتميز كابلات الألياف الضوئية الخارجية بقدرتها على تحمل الهجمات المادية والأضرار الخارجية. ولذلك، فهي تُستخدم على نطاق واسع في البيئات ذات متطلبات أمان الشبكة العالية، مثل القواعد العسكرية والمؤسسات الحكومية، لضمان سلامة الشبكة وموثوقيتها.
2. الخصائص الكهربائية
نظرًا لأن موصلية الألومنيوم أقل من موصلية النحاس، فإن مقاومة التيار المستمر في موصلات الألومنيوم المغلفة بالنحاس تكون أكبر من مقاومة موصلات النحاس النقي. ويعتمد تأثير ذلك على الكابل بشكل أساسي على استخدامه كمصدر طاقة، مثل تغذية مكبرات الصوت. ففي حالة استخدامه كمصدر طاقة، يتسبب موصل الألومنيوم المغلف بالنحاس في استهلاك إضافي للطاقة وانخفاض أكبر في الجهد. وعندما يتجاوز التردد 5 ميجاهرتز، لا يوجد فرق ملحوظ في توهين مقاومة التيار المتردد بين هذين النوعين من الموصلات. ويعود ذلك أساسًا إلى ظاهرة التأثير السطحي للتيار عالي التردد. فكلما زاد التردد، اقترب التيار من سطح الموصل. وعندما يصل التردد إلى مستوى معين، يمر التيار بالكامل داخل النحاس. عند 5 ميجاهرتز، يمر التيار في طبقة بسمك 0.025 مم تقريبًا بالقرب من السطح، بينما يبلغ سمك طبقة النحاس في موصل الألومنيوم المغلف بالنحاس ضعف هذا السمك تقريبًا. بالنسبة للكابلات المحورية، ولأن تردد الإشارة المرسلة يتجاوز 5 ميجاهرتز، فإن كفاءة نقل الإشارة في الموصلات المصنوعة من الألومنيوم المطلي بالنحاس والموصلات النحاسية النقية متماثلة. ويمكن إثبات ذلك من خلال قياس توهين الإشارة في كابل الاختبار الفعلي. الألومنيوم المطلي بالنحاس أكثر ليونة من النحاس النقي، ويسهل فرده أثناء عملية التصنيع. لذلك، يمكن القول، إلى حد ما، أن مؤشر فقدان الإشارة العائدة في الكابلات المصنوعة من الألومنيوم المطلي بالنحاس أفضل من نظيره في الكابلات المصنوعة من النحاس النقي.
3. اقتصادي
تُباع موصلات الألمنيوم المطلية بالنحاس بالوزن، تمامًا مثل موصلات النحاس النقي، وتكون موصلات الألمنيوم المطلية بالنحاس أغلى ثمنًا من موصلات النحاس النقي ذات الوزن نفسه. إلا أن موصل الألمنيوم المطلي بالنحاس، من الوزن نفسه، أطول بكثير من موصل النحاس النقي، ويُحسب طول الكابل بناءً على طوله. فسلك الألمنيوم المطلي بالنحاس، بنفس الوزن، أطول بـ 2.5 مرة من سلك النحاس النقي، وسعره يزيد بضع مئات من اليوانات فقط للطن. وبناءً على ذلك، يُعد الألمنيوم المطلي بالنحاس خيارًا ممتازًا. ولأن كابل الألمنيوم المطلي بالنحاس خفيف الوزن نسبيًا، فإن تكلفة نقله وتركيبه ستنخفض، مما يُسهّل عملية الإنشاء.
4. سهولة الصيانة
يُسهم استخدام الألومنيوم المُغلف بالنحاس في تقليل أعطال الشبكة، ويُغني عن استخدام كابلات محورية ملفوفة بشريط ألومنيوم طوليًا أو أنابيب ألومنيوم. ونظرًا للاختلاف الكبير في معامل التمدد الحراري بين الموصل النحاسي الداخلي والموصل الألومنيومي الخارجي للكابل، يتمدد الموصل الألومنيومي الخارجي بشكل كبير في فصل الصيف الحار، بينما ينكمش الموصل النحاسي الداخلي نسبيًا، فلا يتمكن من التلامس الكامل مع قطعة التلامس المرنة في رأس التوصيل. وفي فصل الشتاء البارد القارس، ينكمش الموصل الألومنيومي الخارجي بشكل كبير، مما يؤدي إلى تساقط طبقة الحماية. أما عند استخدام موصل داخلي من الألومنيوم المُغلف بالنحاس في الكابل المحوري، فيكون الفرق في معامل التمدد الحراري بينه وبين الموصل الألومنيومي الخارجي ضئيلًا. وعند تغير درجة الحرارة، يقلّ احتمال حدوث أعطال في قلب الكابل بشكل كبير، وتتحسن جودة نقل البيانات في الشبكة.
ما سبق يوضح الفرق في الأداء بين سلك الألمنيوم المغلف بالنحاس وسلك النحاس النقي
تاريخ النشر: 4 يناير 2023