第2节 导体尺寸(修订中)
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液体流过大直径管道比流过小直径管道更容易，这应该是常识（如果你想要一个实际的例子，请尝试通过不同直径的吸管喝液体）。相同的一般原则适用于电子通过导体 (opens new window)的流动：导体的横截面积（厚度）越宽，电子流动的空间就越大，因此流动就越容易发生（电阻越小） .
# 1. 电线的两种基本品种：实心和绞合
电线的横截面通常是圆形的（尽管这条规则有一些独特的例外），并且有两种基本类型：实心和绞合。**实心铜线就像它听起来的那样：一根单根实心铜线，整个长度。多股线**由较小的实心铜线绞合在一起形成单个较大的导体。绞合线的最大好处是它的机械柔韧性，能够比实心铜更好地承受反复弯曲和扭曲（随着时间的推移容易疲劳和断裂）。
电线尺寸可以通过多种方式测量。我们可以说导线的直径，但由于它确实是对电子流动最重要的横截面积，因此我们最好根据面积来指定导线尺寸_。_
上面显示的电线横截面图当然不是按比例绘制的。直径显示为 0.1019 英寸。用公式 Area = πr 2计算横截面的面积，我们得到面积为 0.008155 平方英寸：
这些是相当小的数字，因此电线尺寸通常以千分之一英寸或_mils_为单位表示。对于图示示例，我们会说导线的直径为 101.9 密耳（0.1019 英寸乘以 1000）。如果需要，我们还可以以平方密耳为单位表示导线的面积，用相同的圆面积公式计算该值，面积 = πr 2：
# 2. 计算导线的 Circular-mil 面积
然而，电工和其他经常关心电线尺寸的人使用另一种专门为电线的圆形横截面量身定制的面积测量单位。这种特殊的单位称为_圆形密耳_（有时缩写为_cmil_）。使用这种特殊测量单位的唯一目的是消除在计算面积的公式中调用因子 π (3.1415927 ...) 的需要，以及在给定_直径后计算导线__半径_的需要。圆线圆密尔面积的计算公式很简单：
因为这是一个_面积_测量单位，所以 2 的数学幂仍然有效（_无论_使用什么单位，或者如果该圆的宽度表示为半径或直径）。为了说明以平方密耳为单位的测量值与以圆形密耳为单位的测量值之间的差异，我将比较圆形与正方形，以两种单位度量显示每种形状的面积：
对于另一种尺寸的电线：
显然，给定直径的圆的横截面积小于宽度和高度等于圆直径的正方形：两种面积测量单位都反映了这一点。但是，需要明确的是，“平方密尔”的单位实际上是为方便确定正方形的面积而量身定制的，而“圆密尔”是为方便确定圆的面积而量身定制的：各自的公式更简单一起工作。必须理解，这两个单位都适用于测量形状的面积，无论它是什么形状。圆形密耳和平方密耳之间的转换是一个简单的比率：每 4 个圆形密耳有 π (3.1415927 ...) 平方密耳。
# 3. 用量规测量导线横截面积
导线横截面积的另一种测量方法是_规格_。仪表刻度基于整数而不是分数或小数英寸。规格数越大，线材越细；规格数越小，电线越粗。对于那些熟悉霰弹枪的人来说，这种成反比的测量比例应该听起来很熟悉。
本节末尾的表格将实心线的规格等同于英寸直径、圆密耳和平方英寸。较大尺寸的电线达到普通规格刻度的末端（自然最高值为 1），并由一系列零表示。“3/0”是表示“000”的另一种方式，发音为“triple-ought”。同样，那些熟悉霰弹枪的人应该知道这个术语，虽然听起来很奇怪。更令人困惑的是，世界各地使用的量规“标准”不止一种。对于电导体尺寸，美国线规(AWG)，也称为_布朗和夏普_(B&S) 规，是首选的测量系统。在加拿大和英国，英国标准线规(SWG) 是电导体的合法测量系统。世界上存在用于分类线径的其他线规系统，例如_Stubs_钢丝规和_Steel Music 线规_(MWG)，但这些测量系统适用于非电线用途。
美国线规 (AWG) 测量系统尽管有其奇怪之处，但其设计目的是：在量规中每三步，线材面积（和每单位长度的重量）大约增加一倍。这是在粗略估计电线尺寸时要记住的一条方便规则！
对于_非常_大的线径（大于 4/0），通常放弃线规系统以测量以千圆密耳 (MCM) 为单位的横截面积，借用旧的罗马数字“M”来表示“千”的倍数” 在“CM”前面表示“圆形密耳”。下表中的电线尺寸未显示任何大于 4/0 规格的尺寸，因为在这些尺寸下处理_实心_铜线变得不切实际。相反，绞合线结构受到青睐。
# 3.1. 用于实心圆形铜导体的接线表
| 尺寸 | 直径 | 横截面面积 | 重量 |
|---|---|---|---|
| 任意波形发生器 | 英寸 | 环。密耳 | 平方英寸 |
| 4/0 | 0.4600 | 211,600 | 0.1662 |
| 3/0 | 0.4096 | 167,800 | 0.1318 |
| 2/0 | 0.3648 | 133,100 | 0.1045 |
| 1/0 | 0.3249 | 105,500 | 0.08289 |
| 1 | 0.2893 | 83,690 | 0.06573 |
| 2 | 0.2576 | 66,370 | 0.05213 |
| 3 | 0.2294 | 52,630 | 0.04134 |
| 4 | 0.2043 | 41,740 | 0.03278 |
| 5 | 0.1819 | 33,100 | 0.02600 |
| 6 | 0.1620 | 26,250 | 0.02062 |
| 7 | 0.1443 | 20,820 | 0.01635 |
| 8 | 0.1285 | 16,510 | 0.01297 |
| 9 | 0.1144 | 13,090 | 0.01028 |
| 10 | 0.1019 | 10,380 | 0.008155 |
| 11 | 0.09074 | 8,234 | 0.006467 |
| 12 | 0.08081 | 6,530 | 0.005129 |
| 13 | 0.07196 | 5,178 | 0.004067 |
| 14 | 0.06408 | 4,107 | 0.003225 |
| 15 | 0.05707 | 3,257 | 0.002558 |
| 16 | 0.05082 | 2,583 | 0.002028 |
| 17 | 0.04526 | 2,048 | 0.001609 |
| 18 | 0.04030 | 1,624 | 0.001276 |
| 19 | 0.03589 | 1,288 | 0.001012 |
| 20 | 0.03196 | 1,022 | 0.0008023 |
| 21 | 0.02846 | 810.1 | 0.0006363 |
| 22 | 0.02535 | 642.5 | 0.0005046 |
| 23 | 0.02257 | 509.5 | 0.0004001 |
| 24 | 0.02010 | 404.0 | 0.0003173 |
| 25 | 0.01790 | 320.4 | 0.0002517 |
| 26 | 0.01594 | 254.1 | 0.0001996 |
| 27 | 0.01420 | 201.5 | 0.0001583 |
| 28 | 0.01264 | 159.8 | 0.0001255 |
| 29 | 0.01126 | 126.7 | 0.00009954 |
| 30 | 0.01003 | 100.5 | 0.00007894 |
| 31 | 0.008928 | 79.70 | 0.00006260 |
| 32 | 0.007950 | 63.21 | 0.00004964 |
| 33 | 0.007080 | 50.13 | 0.00003937 |
| 34 | 0.006305 | 39.75 | 0.00003122 |
| 35 | 0.005615 | 31.52 | 0.00002476 |
| 36 | 0.005000 | 25.00 | 0.00001963 |
| 37 | 0.004453 | 19.83 | 0.00001557 |
| 38 | 0.003965 | 15.72 | 0.00001235 |
| 39 | 0.003531 | 12.47 | 0.000009793 |
| 40 | 0.003145 | 9.888 | 0.000007766 |
| 41 | 0.002800 | 7.842 | 0.000006159 |
| 42 | 0.002494 | 6.219 | 0.000004884 |
| 43 | 0.002221 | 4.932 | 0.000003873 |
对于一些大电流应用，需要超出圆线实际尺寸限制的导体尺寸。_在这些情况下，称为母线_的厚实金属棒用作导体。母线通常由铜或铝制成，并且通常是非绝缘的。它们通过绝缘体支座支架远离任何框架或结构支撑它们。尽管方形或矩形横截面对于母线形状非常常见，但也使用其他形状。母线的横截面积通常以圆形密耳为单位（即使是方形和矩形母线！），很可能是为了方便将母线尺寸与圆线直接等同。
# 4. 总结
- 电流通过大直径电线比小直径电线更容易流动，因为它们具有更大的横截面积来移动。
- 通常使用“mil”（一英寸的 1/1000）单位，而不是以英寸为单位测量小电线尺寸。
- 导线的横截面积可以用平方单位（平方英寸或平方密耳）、圆密耳或“规格”刻度表示。
- 计算圆形导线的平方单位导线面积涉及圆形面积公式：
- A = πr 2（平方单位）
- 计算圆形线的圆形密尔线面积要简单得多，因为“圆形密尔”的单位是为此目的而设计的：消除“pi”和 d/2（半径）因子公式。
- A = d 2（圆形单位）
- 每 4 个圆形密耳有 π (3.1416) 平方密耳。
- 电线尺寸的_规格_系统基于整数，较大的数字代表较小面积的电线，反之亦然。比 1 规格更粗的电线用零表示：0、00、000 和 0000（口语为“single-ought”、“double-ought”、“triple-ought”和“quadruple-ought”。
- 非常大的电线尺寸以数千圆密耳 (MCM) 为单位，通常用于母线和超过 4/0 的电线尺寸。
- _母线_是用于大电流电路结构的实心铜或铝条。与母线的连接通常是焊接或螺栓连接的，母线通常是裸露的（非绝缘的），通过使用绝缘支架远离金属框架支撑。
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