سلك

السلك عبارة عن قضيب معدني مرن ومستدير . يتم تشكيل الأسلاك عادة عن طريق سحب المعدن من خلال ثقب في قالب أو لوحة سحب . تأتي مقاييس الأسلاك بأحجام قياسية مختلفة، كما هو موضح من حيث رقم المقاييس أو مساحة المقطع العرضي .

تُستخدم الأسلاك لتحمل الأحمال الميكانيكية ، وغالبًا ما تكون على شكل حبل سلكي . وفي إشارات الكهرباء والاتصالات ، يمكن أن يشير "السلك" إلى كبل كهربائي ، والذي يمكن أن يحتوي على "لب صلب" من سلك واحد أو خيوط منفصلة في أشكال مجدولة أو مضفرة.

عادةً ما يكون السلك أسطواني الشكل في الهندسة، ويمكن أيضًا صنعه في شكل مربع أو سداسي أو مستطيل مسطح أو مقاطع عرضية أخرى، إما لأغراض زخرفية أو لأغراض تقنية مثل ملفات الصوت عالية الكفاءة في مكبرات الصوت . تُصنع نوابض الملفات الملفوفة على الحافة ، مثل لعبة سلينكي ، من سلك مسطح خاص. ^[1]

في العصور القديمة ، غالبًا ما تحتوي المجوهرات على كميات كبيرة من الأسلاك على شكل سلاسل وزخارف مطبقة مصنوعة بدقة ولا بد أن تكون قد أنتجت بوسائل فعّالة، إن لم تكن متقدمة تقنيًا. في بعض الحالات، كانت الشرائط المقطوعة من صفائح معدنية تُصنع على شكل أسلاك عن طريق سحبها من خلال ثقوب في خرز حجري. يؤدي هذا إلى طي الشرائط على نفسها لتشكيل أنابيب رفيعة. كانت تقنية سحب الشرائط هذه مستخدمة في مصر في عهد الأسرة الثانية ( حوالي  2890  - حوالي  2686  قبل الميلاد ^[2] ). منذ منتصف الألفية الثانية قبل الميلاد، تتميز معظم الأسلاك الذهبية في المجوهرات بخطوط التماس التي تتبع مسارًا حلزونيًا على طول السلك. يمكن تحويل هذه الشرائط الملتوية إلى أسلاك مستديرة صلبة عن طريق لفها بين الأسطح المستوية أو طريقة سحب الأسلاك الشريطية. حلت طريقة تصنيع الأسلاك الملتوية الشريطية محل طريقة السحب في العالم القديم القديم في وقت ما بين القرنين الثامن والعاشر الميلاديين. ^[3] هناك بعض الأدلة على استخدام السحب في الشرق قبل هذه الفترة. ^[4]

ربما تم صنع الأسلاك المربعة والسداسية باستخدام تقنية التشكيل بالطرق . في هذه الطريقة، يتم ضرب قضيب معدني بين كتل معدنية محززة، أو بين لكمة محززة وسندان معدني محزز . يعتبر التشكيل بالطرق من العصور القديمة جدًا، وربما يرجع تاريخه إلى بداية الألفية الثانية قبل الميلاد في مصر وفي العصر البرونزي والحديدي في أوروبا للحلقات والمشابك . الأسلاك الملتوية ذات المقطع المربع هي زخرفة دقيقة شائعة جدًا في المجوهرات الأترورية المبكرة .

في منتصف الألفية الثانية قبل الميلاد تقريبًا، تم تقديم فئة جديدة من الأنابيب الزخرفية التي تحاكي خطًا من الحبيبات. ظهر السلك الخرزي الحقيقي، الذي يتم إنتاجه عن طريق تشويه سلك دائري المقطع ميكانيكيًا، في شرق البحر الأبيض المتوسط ​​وإيطاليا في القرن السابع قبل الميلاد، وربما نشره الفينيقيون . استمر استخدام السلك الخرزي في المجوهرات حتى العصر الحديث، على الرغم من أنه فقد شعبيته إلى حد كبير في حوالي القرن العاشر الميلادي عندما قدم سلكان مستديران مسحوبان، ملتويان معًا لتشكيل ما يسمى "حبال"، بديلاً أسهل في الصنع. قد يكون السلف للسلك الخرزي هو الشرائط والأسلاك المسننة التي ظهرت لأول مرة منذ حوالي عام 2000 قبل الميلاد في الأناضول .

تم سحب الأسلاك في إنجلترا منذ العصور الوسطى. تم استخدام الأسلاك لصنع بطاقات الصوف والدبابيس، والسلع المصنعة التي حظر إدوارد الرابع استيرادها في عام 1463. ^[5] تم إنشاء أول مصنع أسلاك في بريطانيا العظمى في تينترن في حوالي عام 1568 من قبل مؤسسي شركة أعمال المعادن والبطاريات ، الذين احتكروا ذلك . ^[6] بصرف النظر عن مصنع الأسلاك الثاني في وايتبروك القريبة، ^[7] لم تكن هناك مصانع أسلاك أخرى قبل النصف الثاني من القرن السابع عشر. على الرغم من وجود المطاحن، استمر سحب الأسلاك إلى أحجام دقيقة يدويًا.

وفقًا لوصف في أوائل القرن العشرين، "عادةً ما يتم سحب الأسلاك على شكل أسطواني؛ ولكن يمكن تصنيعها من أي مقطع مرغوب من خلال تغيير مخطط الثقوب في لوحة السحب التي يتم تمريرها من خلالها أثناء عملية التصنيع. لوحة السحب أو القالب عبارة عن قطعة من الحديد الزهر الصلب أو الفولاذ الصلب، أو قد تكون من الماس أو الياقوت للأعمال الدقيقة . الغرض من استخدام الأحجار الكريمة هو تمكين استخدام القوالب لفترة طويلة دون فقدان حجمها، وبالتالي إنتاج سلك بقطر غير صحيح. يجب إعادة ثقب قوالب الماس عندما تفقد قطر الثقب الأصلي، ولكن يتم تقليص حجم القوالب المعدنية مرة أخرى عن طريق دق الثقب ثم إخراجه إلى القطر الصحيح باستخدام مثقب." ^[8]

غالبًا ما يتم تقليص السلك إلى القطر والخصائص المطلوبة عن طريق السحب المتكرر من خلال قوالب أصغر حجمًا بشكل تدريجي، أو تقليديًا من خلال فتحات في ألواح السحب . بعد عدد من التمريرات، يمكن معالجة السلك بالحرارة لتسهيل المزيد من السحب أو، إذا كان منتجًا نهائيًا، لزيادة اللدونة والتوصيل .

تُغطى الأسلاك الكهربائية عادةً بمواد عازلة ، مثل البلاستيك أو البوليمرات الشبيهة بالمطاط أو الورنيش. يتم عزل الأسلاك والكابلات وتغليفها في الوقت الحاضر عن طريق تمريرها عبر آلة البثق. في السابق، كانت المواد المستخدمة للعزل تشمل القماش المعالج أو الورق ومنتجات مختلفة تعتمد على الزيت. منذ منتصف الستينيات، سادت المواد البلاستيكية والبوليمرات التي تُظهر خصائص مماثلة للمطاط.

يمكن لف سلكين أو أكثر بشكل مركزي، مع فصلهما عن بعضهما البعض باستخدام مادة عازلة، لتشكيل كابل محوري . يمكن حماية السلك أو الكابل بشكل أكبر باستخدام مواد مثل البارافين ، أو نوع من المركبات الحافظة، أو البيتومين، أو الرصاص ، أو الغلاف المصنوع من الألومنيوم، أو الشريط الفولاذي. تقوم آلات النسج أو التغطية بلف المواد على السلك الذي يمر بسرعة. تحتوي بعض أصغر الآلات المستخدمة في تغطية القطن على أسطوانة كبيرة تمسك السلك وتحركه عبر تروس مسننة؛ يمر السلك عبر مركز الأقراص المثبتة فوق سرير طويل، وتحمل كل قرص عددًا من البكرات يتراوح من ستة إلى اثني عشر أو أكثر في آلات مختلفة. يتم لف إمداد من مادة التغطية على كل بكرة، ويتم توجيه النهاية إلى السلك، الذي يشغل موضعًا مركزيًا نسبيًا بالنسبة للبكرات؛ حيث تدور الأخيرة بسرعة مناسبة جسديًا مع أقراصها، وبالتالي يتم تقديم القطن على السلك، ولفه بطريقة حلزونية بحيث يتداخل. إذا كانت هناك حاجة إلى العديد من الخيوط، يتم تكرار الأقراص، بحيث يمكن حمل ما يصل إلى ستين بكرة، ويتم وضع المجموعة الثانية من الخيوط فوق المجموعة الأولى. ^[8]

بالنسبة للكابلات الثقيلة المستخدمة في الإضاءة الكهربائية والطاقة وكذلك الكابلات البحرية، فإن الآلات مختلفة بعض الشيء في البناء. لا يزال السلك يحمل من خلال عمود مجوف، ولكن البكرات أو بكرات مادة التغطية مثبتة بمغازلها بزاوية قائمة على محور السلك، وهي تقع في قفص دائري يدور على بكرات أسفله. تؤدي الخيوط المختلفة القادمة من البكرات في أجزاء مختلفة من محيط القفص إلى قرص في نهاية العمود المجوف. يحتوي هذا القرص على ثقوب تمر من خلالها كل خيط، ومن ثم يتم لفها على الفور على الكابل، الذي ينزلق عبر محمل في هذه النقطة. يتم استخدام التروس المسننة ذات النسب المحددة معينة لجعل أسطوانة لف الكابل والقفص للبكرات تدور بسرعات نسبية مناسبة لا تتغير. يتم مضاعفة الأقفاص للتجديل بالعديد من الأشرطة أو الخيوط، بحيث يمكن أن تحتوي الآلة على ست بكرات على قفص واحد واثني عشر على الآخر. ^[8]

يتكون السلك الصلب، والذي يُطلق عليه أيضًا السلك الصلب أو السلك أحادي الجديلة، من قطعة واحدة من السلك المعدني. يُعد السلك الصلب مفيدًا في توصيل لوحات التجارب. يُعد تصنيع السلك الصلب أرخص من تصنيع السلك المجدول ويُستخدم حيث لا توجد حاجة كبيرة لمرونة السلك. كما يوفر السلك الصلب صلابة ميكانيكية؛ ولأنه يحتوي على مساحة سطحية أقل نسبيًا معرضة للهجوم من المواد المسببة للتآكل، فإنه يوفر الحماية من البيئة.

يتكون السلك المجدول من عدد من الأسلاك الصغيرة المجمعة أو الملفوفة معًا لتكوين موصل أكبر. السلك المجدول أكثر مرونة من السلك الصلب بنفس مساحة المقطع العرضي الإجمالية. يستخدم السلك المجدول عندما تكون هناك حاجة إلى مقاومة أعلى لإجهاد المعدن . تتضمن مثل هذه المواقف التوصيلات بين لوحات الدوائر في الأجهزة ذات لوحات الدوائر المطبوعة المتعددة، حيث تنتج صلابة السلك الصلب الكثير من الإجهاد نتيجة للحركة أثناء التجميع أو الصيانة؛ أسلاك خطوط التيار المتردد للأجهزة؛ كابلات الآلات الموسيقية؛ كابلات فأرة الكمبيوتر ؛ كابلات أقطاب اللحام؛ كابلات التحكم التي تربط أجزاء الآلات المتحركة؛ كابلات آلات التعدين؛ كابلات الآلات الخلفية؛ والعديد غيرها. عند الترددات العالية، ينتقل التيار بالقرب من سطح السلك بسبب تأثير الجلد ، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الطاقة في السلك. قد يبدو أن السلك المجدول يقلل من هذا التأثير، حيث أن المساحة السطحية الإجمالية للخيوط أكبر من المساحة السطحية للسلك الصلب المكافئ، ولكن السلك المجدول العادي لا يقلل من تأثير القشرة لأن جميع الخيوط تكون قصيرة الدائرة معًا وتتصرف كموصل واحد. سيكون للسلك المجدول مقاومة أعلى من السلك الصلب بنفس القطر لأن المقطع العرضي للسلك المجدول ليس كله نحاسًا؛ فهناك فجوات لا مفر منها بين الخيوط (هذه هي مشكلة التعبئة الدائرية للدوائر داخل الدائرة ). يُقال إن السلك المجدول بنفس المقطع العرضي للموصل مثل السلك الصلب له نفس القياس المكافئ ويكون دائمًا قطره أكبر. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من التطبيقات عالية التردد، يكون تأثير القرب أكثر حدة من تأثير القشرة، وفي بعض الحالات المحدودة، يمكن للسلك المجدول البسيط تقليل تأثير القرب. للحصول على أداء أفضل عند الترددات العالية، يمكن استخدام سلك ليتز ، الذي تكون خيوطه الفردية معزولة وملتوية في أنماط خاصة.

كلما زاد عدد خيوط الأسلاك الفردية في حزمة الأسلاك، أصبح السلك أكثر مرونة ومقاومة للتجعد ومقاومة للكسر وأقوى. ومع ذلك، فإن المزيد من الخيوط تزيد من تعقيد التصنيع والتكلفة. لأسباب هندسية ، فإن أقل عدد من الخيوط التي تُرى عادةً هو 7: واحد في المنتصف، مع 6 خيوط تحيط به في اتصال وثيق. المستوى التالي هو 19، وهو طبقة أخرى من 12 خيطًا فوق السبعة. بعد ذلك يختلف الرقم، ولكن 37 و 49 شائعان، ثم في نطاق 70 إلى 100 (لم يعد الرقم دقيقًا). توجد أرقام أكبر من ذلك عادةً فقط في الكابلات الكبيرة جدًا. بالنسبة للتطبيق الذي يتحرك فيه السلك، فإن 19 هو الأقل الذي يجب استخدامه (يجب استخدام 7 فقط في التطبيقات التي يتم فيها وضع السلك ثم لا يتحرك)، و 49 أفضل بكثير. بالنسبة للتطبيقات ذات الحركة المتكررة المستمرة، مثل روبوتات التجميع وأسلاك سماعات الرأس ، فإن 70 إلى 100 إلزامي ^{[ بحاجة لمصدر ]} . بالنسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى مزيد من المرونة، يتم استخدام المزيد من الخيوط (كابلات اللحام هي المثال المعتاد، ولكن أيضًا أي تطبيق يحتاج إلى تحريك الأسلاك في المناطق الضيقة). أحد الأمثلة هو سلك 2/0 مصنوع من 5292 خيطًا من سلك مقياس رقم 36. يتم تنظيم الخيوط عن طريق إنشاء حزمة من 7 خيوط أولاً. ثم يتم وضع 7 من هذه الحزم معًا في حزم فائقة. أخيرًا، يتم استخدام 108 حزمة فائقة لصنع الكابل النهائي. يتم لف كل مجموعة من الأسلاك في حلزون بحيث عندما يتم ثني السلك، يتحرك جزء الحزمة الذي يتم تمديده حول الحلزون إلى جزء مضغوط للسماح للسلك بإجهاد أقل.

السلك المجهز مسبقًا هو سلك مجدول مكون من خيوط مطلية بالقصدير بشكل كثيف ، ثم يتم دمجها معًا. يتمتع السلك المجهز مسبقًا بالعديد من خصائص السلك الصلب، باستثناء أنه أقل عرضة للكسر. ^[9]

يتكون السلك المضفر من عدد من الخيوط الصغيرة من الأسلاك المضفرة معًا. ^[10] لا تنكسر الأسلاك المضفرة بسهولة عند ثنيها. غالبًا ما تكون الأسلاك المضفرة مناسبة كدرع كهرومغناطيسي في كابلات تقليل الضوضاء.

يستند هذا القسم إلى حد كبير على مقال في الطبعة الحادية عشرة من الموسوعة البريطانية التي لا تخضع لحقوق الطبع والنشر ، والتي صدرت في عام 1911. يجب تحديثه ليعكس التاريخ اللاحق أو الدراسات العلمية (بما في ذلك المراجع، إن وجدت). عند الانتهاء من المراجعة، استبدل هذا الإشعار بملاحظة بسيطة على صفحة نقاش هذه المقالة. ( أغسطس 2020 )

للأسلاك العديد من الاستخدامات. فهي تشكل المادة الخام للعديد من الشركات المصنعة المهمة ، مثل صناعة شبكات الأسلاك ، والينابيع الهندسية، وصناعة القماش السلكي ، وغزل الحبال السلكية ، حيث تشغل مكانًا مشابهًا للألياف النسيجية . تُستخدم الأسلاك القماشية بجميع درجات القوة ودقة الشبكة في آلات الغربلة والغربلة، لتصريف لب الورق، وشاشات النوافذ، ولأغراض أخرى عديدة. تُستخدم كميات هائلة من أسلاك الألمنيوم والنحاس والنيكل والصلب في كابلات الهاتف والبيانات ، وكموصلات في نقل الطاقة الكهربائية والتدفئة . ولا يقل الطلب عليها في السياج، ويستهلك الكثير منها في بناء الجسور المعلقة والأقفاص ، وما إلى ذلك. في صناعة الآلات الموسيقية الوترية والأدوات العلمية ، تُستخدم الأسلاك مرة أخرى على نطاق واسع. للأسلاك الفولاذية الزنبركية الكربونية والفولاذية غير القابلة للصدأ تطبيقات مهمة في الينابيع الهندسية لأجزاء/مكونات السيارات أو الصناعة المصنعة الهامة. صناعة الدبابيس ودبابيس الشعر ؛ صناعة الإبر وخطاف السمك ؛ صناعة المسامير والوتد والمسامير البرشامية؛ وتستهلك آلات التمشيط كميات كبيرة من الأسلاك كمواد خام. ^[8]

لا تمتلك جميع المعادن والسبائك المعدنية الخصائص الفيزيائية اللازمة لصنع أسلاك مفيدة. يجب أن تكون المعادن في المقام الأول قابلة للسحب وقوية في الشد، وهي الصفة التي تعتمد عليها فائدة الأسلاك بشكل أساسي. المعادن الرئيسية المناسبة للأسلاك، والتي تمتلك قابلية سحب متساوية تقريبًا، هي البلاتين والفضة والحديد والنحاس والألمنيوم والذهب ؛ ولا يتم تحضير الأسلاك إلا من هذه المعادن وبعض سبائكها مع معادن أخرى ، وخاصة النحاس والبرونز . ^[8]

من خلال المعالجة الدقيقة، يمكن إنتاج أسلاك رفيعة للغاية. ومع ذلك، يتم تصنيع الأسلاك ذات الأغراض الخاصة من معادن أخرى (على سبيل المثال، سلك التنغستن المستخدم في صناعة المصابيح الكهربائية وخيوط الأنابيب المفرغة ، بسبب درجة انصهاره العالية). كما يتم طلاء الأسلاك النحاسية بمعادن أخرى، مثل القصدير والنيكل والفضة لتحمل درجات حرارة مختلفة، وتوفير التشحيم، وتوفير سهولة إزالة العازل المطاطي من النحاس.

تُستخدم الأسلاك المعدنية غالبًا في "الأوتار" التي تُنتج صوتًا منخفض النبرة في الآلات الوترية ، مثل الكمان والتشيلو والجيتار ، والآلات الوترية الإيقاعية مثل البيانو والدلسيمرز والدوبروس والسيمبالوم . لزيادة الكتلة لكل وحدة طول (وبالتالي خفض درجة الصوت بشكل أكبر)، قد يتم لف السلك الرئيسي أحيانًا بشكل حلزوني بخيط آخر أدق من السلك. يُقال إن مثل هذه الأوتار الموسيقية " مفرودة بشكل زائد"؛ قد يكون السلك المضاف دائريًا في المقطع العرضي ("ملفوف بشكل دائري")، أو مسطحًا قبل اللف ("ملفوف بشكل مسطح").

وتشمل الأمثلة ما يلي:

• سلك التوصيل هو سلك معزول صغير إلى متوسط ​​القياس، صلب أو مجدول، ^[11] يستخدم لعمل توصيلات داخلية داخل الأجهزة الكهربائية أو الإلكترونية. غالبًا ما يتم طلائه بالقصدير لتحسين قابلية اللحام .
• الربط السلكي هو استخدام الأسلاك المجهرية لإنشاء اتصالات كهربائية داخل مكونات أشباه الموصلات والدوائر المتكاملة.
• السلك المغناطيسي هو سلك صلب، عادة ما يكون من النحاس ، والذي، للسماح بلف أقرب عند صنع ملفات كهرومغناطيسية ، يتم عزله فقط بالورنيش، بدلاً من البلاستيك السميك أو غيره من العزل المستخدم عادةً في الأسلاك الكهربائية. يتم استخدامه في لفالمحركات والمحولات والمحثات والمولدات وملفات مكبرات الصوت وما إلى ذلك. (لمزيدمن المعلومات حول السلك المغناطيسي النحاسي ، انظر: الأسلاك والكابلات النحاسية#السلك المغناطيسي (سلك اللف )) .
• الكابل المحوري هو كابل يتكون من موصل داخلي محاط بطبقة عازلة أنبوبية مصنوعة عادة من مادة مرنة ذات ثابت عازل مرتفع، وكلها محاطة بطبقة موصلة أخرى (عادة من سلك منسوج ناعم من أجل المرونة، أو من رقاقة معدنية رقيقة)، ثم مغطاة أخيرًا مرة أخرى بطبقة عازلة رقيقة على السطح الخارجي. يأتي مصطلح الكابل المحوري من الموصل الداخلي والدرع الخارجي اللذين يشتركان في نفس المحور الهندسي. غالبًا ما تستخدم الكابلات المحورية كخط نقل لإشارات التردد اللاسلكي. في الكابل المحوري المثالي الافتراضي، يوجد المجال الكهرومغناطيسي الذي يحمل الإشارة فقط في المساحة بين الموصلات الداخلية والخارجية. تحقق الكابلات العملية هذا الهدف بدرجة عالية. يوفر الكابل المحوري حماية إضافية للإشارات من التداخل الكهرومغناطيسي الخارجي ويوجه الإشارات بفعالية ذات الانبعاثات المنخفضة على طول الكابل مما يؤثر بدوره على الحرارة الحرارية داخل موصلية السلك.
• يستخدم سلك مكبر الصوت لإنشاء اتصال كهربائي منخفض المقاومة بين مكبرات الصوت ومكبرات الصوت. تتكون بعض أسلاك مكبرات الصوت الحديثة الراقية من موصلات كهربائية متعددة معزولة بشكل فردي بالبلاستيك، على غرار سلك ليتز .
• سلك المقاومة هو سلك ذو مقاومة أعلى من المعتاد، ويستخدم غالبًا في عناصر التسخين أو لصنع المقاومات الملفوفة بالسلك . يعتبر سلك النيكل كروم النوع الأكثر شيوعًا.

• كابل الجهد العالي
• الأسلاك الشائكة
• سلك الدجاج
• سلك شائك
• سلك زينة
• سلك ولستون

• تعريف كلمة سلك في القاموس على ويكاموس