Τα καλώδια υπολογιστών είναι εξειδικευμένα καλώδια που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση ψηφιακών σημάτων, αναλογικών σημάτων ή εντολών ελέγχου. Πρέπει να πληρούν απαιτήσεις όπως χαμηλή εξασθένηση, αντίσταση παρεμβολών και περιβαλλοντική αντίσταση. Η επιλογή των υλικών (συμπεριλαμβανομένου του αγωγού, του μονωτικού στρώματος, του στρώματος θωράκισης και του στρώματος θήκης) επηρεάζει άμεσα την απόδοση μετάδοσης σήματος, όπως περιγράφεται παρακάτω: I. Υλικό αγωγού Η βασική λειτουργία των καλωδίων υπολογιστών είναι να μεταδίδουν ασθενή σήματα (χαμηλό ρεύμα, υψηλή συχνότητα). Επομένως, η αγωγιμότητα, η ευελιξία και η σταθερότητα του σήματος του αγωγού είναι εξαιρετικά σημαντικές.
Έτσι, σχεδόν πάντα χρησιμοποιούνται χάλκινοι αγωγοί. Οι ειδικές μορφές περιλαμβάνουν: Καθαρός χαλκός (ηλεκτρολυτικός χαλκός): Υψηλή αγωγιμότητα (Μεγαλύτερη ή ίση με 58,5% IACS), ελαχιστοποίηση της εξασθένησης του σήματος κατά τη μετάδοση και διασφάλιση της ακρίβειας των δεδομένων. Συχνά κατασκευασμένο από πολυ-μαλακό χάλκινο σύρμα (όπως 7/0,16 mm, 19/0,32 mm, κ.λπ. λεπτό χάλκινο σύρμα κολλημένο μαζί), προσφέροντας καλή ευελιξία κατάλληλη για καλωδίωση rack και σενάρια συχνής κάμψης και δεν σπάει εύκολα. Κασσίτερος{10}}επιμεταλλωμένος χαλκός: Ένα στρώμα κασσίτερου επιστρώνεται στην επιφάνεια καθαρού χαλκού (πάχος στρώσης κασσίτερου μεγαλύτερο ή ίσο με 1μm), ενισχύοντας την αντίσταση στην οξείδωση και την ικανότητα συγκόλλησης (αποφεύγοντας την κακή επαφή που προκαλείται από την οξείδωση του χαλκού), ιδιαίτερα κατάλληλο για υγρά ή ελαφρώς διαβρωτικά περιβάλλοντα (όπως εργαστήρια βιομηχανικού εξοπλισμού, έξω). Είναι το κύριο υλικό αγωγού για καλώδια υπολογιστών, εξισορροπώντας την αγωγιμότητα και την περιβαλλοντική αντίσταση.
Υλικό μονωτικού στρώματος Το μονωτικό στρώμα πρέπει να απομονώνει διαφορετικά καλώδια πυρήνα και να αποτρέπει παρεμβολές σήματος, ενώ διαθέτει επίσης υψηλή αντίσταση μόνωσης, χαμηλή διηλεκτρική απώλεια και αντίσταση θερμοκρασίας. Συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά: Πολυαιθυλένιο (PE): Χαμηλή διηλεκτρική σταθερά (ε≈2,3), χαμηλή διηλεκτρική απώλεια, κατάλληλο για μετάδοση σήματος υψηλής συχνότητας (όπως ψηφιακή επικοινωνία) και σχετικά χαμηλό κόστος. Εύρος θερμοκρασίας: -40~70 βαθμοί, κατάλληλο για κανονική θερμοκρασία και ξηρά περιβάλλοντα (όπως δωμάτια υπολογιστών, γραφεία). Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC): Καλή απόδοση μόνωσης, υψηλή μηχανική αντοχή (αντοχή-αντοχής στη φθορά, αντοχή σε σχίσιμο-) και ορισμένη επιβράδυνση φλόγας (αυτο{-σβήσιμο). Εύρος θερμοκρασίας: -15~70 μοίρες (γενικός τύπος), κατάλληλο για σταθερή εγκατάσταση σε εσωτερικούς χώρους, υψηλό κόστος-αποτελεσματικότητα. Διασταυρωμένο{19}}πολυαιθυλένιο (XLPE): Βελτιωμένη αντοχή στη θερμότητα και μηχανική αντοχή μέσω της διαδικασίας σταυροσύνδεσης, με αντοχή στη θερμοκρασία έως 90 βαθμούς, υψηλότερη αντοχή μόνωσης και καλύτερη αντοχή στη γήρανση από PE/PVC. Κατάλληλο για περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας (όπως βιομηχανικά ερμάρια ελέγχου) ή σενάρια με υψηλές απαιτήσεις διάρκειας ζωής. Φθοριοπλαστικά (FEP, PFA, PTFE):
Εξαιρετικά υψηλή αντοχή στη θερμοκρασία (-60~200, ακόμη και 260 μοίρες), εξαιρετική χημική σταθερότητα (αντοχή σε λάδι, αντίσταση σε οξέα και αλκάλια) και διηλεκτρικές ιδιότητες σχεδόν ανεπηρέαστες από τη θερμοκρασία και τη συχνότητα. Κατάλληλο για ακραία περιβάλλοντα (όπως χημικά εργαστήρια, κοντά σε εξοπλισμό υψηλής{8}θερμοκρασίας), αλλά με υψηλότερο κόστος. III. Υλικά θωράκισης Τα καλώδια των υπολογιστών πρέπει να αντιστέκονται στις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI) και στις παρεμβολές ραδιοσυχνοτήτων (RFI), καθιστώντας το στρώμα θωράκισης ζωτικής σημασίας. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά περιλαμβάνουν: Θωράκιση με πλεκτό σύρμα χαλκού: Πλεγμένο από πολλαπλά νήματα λεπτού σύρματος χαλκού (κασσίτερος-επιμεταλλωμένος χαλκός ή γυμνός χαλκός), με πυκνότητα θωράκισης συνήθως μεταξύ 85% και 95%. Έχει καλή ευελιξία και ισχυρή αντίσταση σε παρεμβολές χαμηλών-συχνοτήτων. Κατάλληλο για σενάρια με συχνή κάμψη (όπως καλώδια σύνδεσης εξοπλισμού), αλλά το εφέ θωράκισής του σε υψηλή{19}}συχνότητα είναι ελαφρώς κατώτερο από την ταινία χαλκού. Θωράκιση τυλίγματος χάλκινης ταινίας: Χρησιμοποιεί λεπτή χάλκινη ταινία (πάχος 0,05~0,1 mm) σπειροειδώς τυλιγμένη, παρέχοντας υψηλή κάλυψη θωράκισης (Μεγαλύτερη ή ίση με 90%) και ανώτερη επίδραση θωράκισης έναντι παρεμβολών υψηλής-συχνότητας (όπως σήματα ραδιοσυχνοτήτων). Έχει υψηλή μηχανική αντοχή αλλά κακή ευελιξία, κατάλληλο για σταθερές εγκαταστάσεις (όπως καλωδιώσεις σε δίσκους καλωδίων). Θωράκιση σύνθετης ταινίας αλουμινίου-πλαστικού:
Κατασκευασμένο από φύλλο αλουμινίου και πλαστική μεμβράνη, είναι ελαφρύ και χαμηλό-κόστος, προσφέρει κάποια θωράκιση έναντι παρεμβολών υψηλής{{1}συχνότητας, αλλά το προστατευτικό του αποτέλεσμα είναι ασθενέστερο από τον καθαρό χαλκό και χρησιμοποιείται κυρίως σε περιβάλλοντα χαμηλών-παρεμβολών. Θωράκιση διπλού-στρώματος (πλεγμένο + τυλιγμένο): Συνδυάζοντας τα πλεονεκτήματα της πλέξης χάλκινου σύρματος (αντι-χαμηλής συχνότητας) και της περιτύλιξης χάλκινης ταινίας (αντι-υψηλής συχνότητας), παρέχει το καλύτερο εφέ θωράκισης (π.χ. για περιβάλλοντα ισχυρών παρεμβολών: υποσταθμοί, κοντά σε κινητήρες). IV. Υλικό θήκης Το στρώμα θήκης προστατεύει τα στρώματα μόνωσης και θωράκισης, απαιτώντας αντοχή στη φθορά, περιβαλλοντική αντίσταση (λάδι, νερό, υπεριώδη ακτινοβολία) και επιβράδυνση φλόγας. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν: Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC): Υψηλή μηχανική αντοχή, αντοχή στη φθορά, αντοχή σε οξέα και αλκάλια και επιβραδυντικότητα φλόγας (που επιτυγχάνεται με την προσθήκη επιβραδυντικών φλόγας), χαμηλό κόστος. Εύρος θερμοκρασίας: -15~70 βαθμοί, κατάλληλο για ξηρούς εσωτερικούς ή γενικούς βιομηχανικούς χώρους. Νεοπρένιο (CR): Καλή ελαστικότητα, αντοχή στο λάδι, αντοχή στη γήρανση και ισχυρή αντοχή στις καιρικές συνθήκες (ανθεκτικό στην υπεριώδη ακτινοβολία), κατάλληλο για εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους ή κινητές συσκευές (π.χ. έλξη καλωδίων εξοπλισμού). Εύρος θερμοκρασίας: -30~80 βαθμοί, αλλά το κόστος είναι υψηλότερο από το PVC. Φθοριοπλαστικά (FEP, PFA): Ταιριάζει με φθοροπλαστικά μονωτικά στρώματα, ανθεκτικά σε ακραίες θερμοκρασίες (-60~200 βαθμοί ), ανθεκτικά στη χημική διάβρωση, κατάλληλα για σκληρά περιβάλλοντα (π.χ. χημικά εργοστάσια, εργαστήρια υψηλής θερμοκρασίας). Πολυολεφίνες χωρίς αλογόνο χαμηλής κατανάλωσης καπνού (LSZH):
Χαμηλή εκπομπή καπνού κατά την καύση, χωρίς τοξικά αέρια (π.χ. HCl), πληροί τις απαιτήσεις περιβαλλοντικής προστασίας και πυρασφάλειας (π.χ. πολυώροφα κτίρια, μετρό, νοσοκομεία). Εύρος θερμοκρασίας: -40~90 βαθμοί, καλή μηχανική αντοχή και αντοχή στις καιρικές συνθήκες. Συνοπτικά, η επιλογή των υλικών για τα καλώδια υπολογιστών επικεντρώνεται στη "σταθερή μετάδοση σήματος" και στην "περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα": Οι αγωγοί είναι κυρίως επικασσιτερωμένος χαλκός, εξισορροπώντας την αγωγιμότητα και την αντίσταση στην οξείδωση. Τα στρώματα μόνωσης επιλέγονται με βάση τις απαιτήσεις θερμοκρασίας: PE/PVC (κανονική θερμοκρασία), XLPE (μέτρια έως υψηλή θερμοκρασία) και φθοροπλαστικά (ακραία περιβάλλοντα). Τα στρώματα θωράκισης είναι κυρίως πλέξη χάλκινου σύρματος/τύλιγμα ταινίας χαλκού, με διπλή θωράκιση που χρησιμοποιείται σε σενάρια με ισχυρές παρεμβολές. Τα στρώματα θηκών επιλέγονται με βάση το περιβάλλον: PVC (γενικής χρήσης), LSZH (φιλικό προς το περιβάλλον επιβραδυντικό φλόγας) και φθοροπλαστικά (σκληρά περιβάλλοντα).