مبدأ عمل موصلات الطاقة

بشكل عام، لا يزال الناس يشككون في قدرة موصلات الطاقة على التوصيل، معتقدين أن هذه الأشواك الصغيرة قادرة على تحمل تيار كهربائي كبير كهذا. لا سيما في عصرنا الحالي الذي يشهد نموًا اقتصاديًا متسارعًا في بلدي، حيث ازدادت سعة التيار الكهربائي بشكل ملحوظ. فهل يتحمل مشبك السلك العازل هذا العبء الثقيل؟
فيما يلي نقوم بتحليل مبدأ عمل المشبك السلكي ذو الأخدود المتوازي والمشبك السلكي المثقب المعزول من مبدأ التوصيل الحالي بين الموصلات.
يمكن تحليل التوصيل الحالي بين الموصلات من جانبين: منطقة التلامس الميكانيكية للموصل ومسار التوصيل الحالي.

1. منطقة التلامس الميكانيكية للموصل

من وجهة نظر مجهرية، يتكون سطح الموصل من عدد لا يحصى من القمم والوديان غير المتساوية. كلما كان سطح الموصل أكثر نعومة، قلّ فرق الارتفاع بين القمم والوديان. عند تلامس موصلين بفعل قوة خارجية، يكون تلامسهما في الغالب على شكل تلامس بين القمم. لذلك، تكون مساحة التلامس الميكانيكية الفعلية أصغر بكثير من مساحة التلامس الاسمية المصممة لمشبك الأسلاك. ووفقًا لتحليلات المراجع، تبلغ مساحة التلامس الميكانيكية الفعلية حوالي 7% من سطح التلامس الاسمي.

2. مسار التوصيل الحالي بين الموصلات
١. تحت تأثير الضغط الخارجي، تُضغط طبقة أكسيد الألومنيوم النشط (Al2O3) على سطح الألومنيوم بين الموصلين أو تُفرك لتتمزق جزئيًا، مما يسمح لإلكترونات الألومنيوم بالتدفق بحرية بين القمم على السطح، مُشكلةً موصلية معينة. كلما زاد الضغط، زادت نقاط التلامس بين القمم، وانخفضت مقاومة التلامس.
2. إن موصلية أكسيد الألومنيوم النشط (Al2O3) بحد ذاتها تجعل المنطقة غير التالفة تتمتع أيضًا بموصلية معينة.
3. بسبب اللدونة الجيدة للألمنيوم، عندما يتم الضغط على الواجهتين والاتصال بينهما، فإن جزء من الألومنيوم في الجدار الداخلي لمشبك السلك سوف ينتج تشوهًا بلاستيكيًا ويدخل الفجوة الملتوية للطبقة الخارجية للسلك، بحيث يتم زيادة مساحة التلامس الفعالة، ويكون الاختراق المتبادل بين الجزيئات أكثر نشاطًا، ومع زيادة عدد ذرات الألومنيوم في طبقة الأكسيد، يتم تحسين الموصلية على الواجهة الكهربائية.
بسبب زحف السلك، يصبح أرق قليلاً، ويقل قطره، وتنخفض مساحة التلامس الفعالة، وتزداد مقاومة مشبك السلك. ويعود انخفاض مساحة التلامس الفعالة بشكل رئيسي إلى انخفاض ضغط مشبك السلك عليه وتكثيف أكسدة سطح التلامس.
لذلك، من أجل تحسين موثوقية مصدر الطاقة لمشبك الأسلاك ذات الأخدود المتوازي، غالبًا ما يتم استخدام مشابك الأسلاك ذات الأخدود المتوازي المتعددة في الموقع.
تخترق الشفرة السلك كما لو كان إصبعًا مغروسًا في الماء. ووفقًا للمراجع ذات الصلة، فإن مساحة تلامسها أكبر بأكثر من مرة من مساحة مشبك السلك ذي الأخدود المتوازي. علاوة على ذلك، يتميز مشبك السلك الثاقب بسهولة التركيب والموثوقية العالية.
يجب أن يضمن السلك المثقوب بمشبك سلك الثقب العازل أن قوة كسره لا تقل عن 95% من قوة كسر السلك الأصلي، ولا يمكن للسلك أن يفقد خصائصه الميكانيكية المستحقة بسبب الثقب.