کابل برق در واقع متشکل از چندین رشته سیم مسی می‌باشد که توسط عایقی مهار شده‌اند و به طور کلی کاربرد آن هدایت و انتقال جریان الکتریکی و یا سیگنال می‌باشد. کابل‌های برق برای مصارف و کاربردهای مختلفی تولید و عرضه میگردند و به همین جهت دارای ساختارهای متفاوت هستند.
انواع کابل از نظر هادی: هادی، مهمترین قسمت کابل برق می‌باشد که باعث هدایت جریان الکتریکی است. هادی را می‌توان از جهت جنس و نحوه قرار گیری در قسمت مرکزی کابل مورد بررسی قرار داد. جنس هادی می‌تواند مس، الومینیوم و طلا باشد. فلز طلا رسانایی بسیار بالایی دارد اما قیمت گران آن باعث شده که تنها در تجهیزات حساس صنایع نظامی (در برخی از کشورها) مورد استفاده قرار بگیرد. فلز مس و آلومینیوم به دلیل قیمت بسیار پایین تر از طلا، رسانایی مناسب و در دسترس بودن، به عنوان هادی برای استفاده در کابل‌ها بسیار مناسب هستند.
نحوه قرار گیری هادی در داخل کابل، به چهار کلاس زیر تقسیم میشود:
کلاس یک (هادی مفتول):
کابل های کلاس یک از یک رشته مفتول انیل شده به صورت یک تکه (معمولا گرد) تشکیل میشوند.
کلاس دو (هادی نیمه افشان):
کابل های کلاس دو از چند رشته مفتول تابیده شده حول یکدیگر تشکیل میشود. به تابیده شدن مفتول ها کنار هم استرند گفته میشود.
کلاس پنج (هادی افشان):
کابل‌های کلاس پنج از قرارگیری رشته‌های نازک مسی انیل شده به صورت دسته‌ای در کنار هم تشکیل میشود. که دارای قابلیت انعطاف بالایی هستند.
کلاس شش (هادی سوپر افشان/سوپر فاین):
هادی کابل‌های کلاس شش انعطاف پذیری بیشتری نسبت به هادی افشان (کلاس پنج) دارد و همچنین از تعداد تارهای مسی بیشتری در سطح مقطع مشابه برخوردار است.
انواع کابل از نظر مکان استفاده
از منظر مکانی که کابل در آن مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌توان یک دسته‌بندی کلی ارائه کرد که شامل سه گروه 1) کابل‌های هوایی 2) کابل‌های زمینی 3) کابل‌های ساختمانی میشود.
کابل های هوایی: کابل‌های هوایی به دلیل فاصله ای که بین تیر برق وجود دارد ,نیاز به مهار فولادی دارند به این معنی که در کابل هوایی از یک سیم رشته‌ای (فولاد گالوانیزه) با غلاف تشکیل میشود.
کابل های زمینی: کابل‌های زمینی در داخل خاک گذاشته میشوند(دفنی), که بنا به قوانین ومقررات نصب هر محصول وکاربرد انها جنس پلیمر تعیین میگردد.
کابل های ساختمانی: رایج‌ترین نوع کابل‌ها هستند که همه جا دیده میشوند. در این کایل‌ها از هادی‌های مسی و عایق های پی وی سی استفاده شده است.
کابل های ارتباطی: برای انتقال سیگنال و ارتباطات و به بیانی دیگر «انتقال اطلاعات» استفاده میشوند. از انواع کابل‌های ارتباطی می‌توان کواکسیال، زوج به هم تابیده ، فیبر نوری و یا انواع کابل شبکه را نام برد که در ادامه آنها را معرفی خواهیم کرد:
کابل کواکسیال: یک نوع کابل الکتریکی است که برای حمل سیگنال‌های الکتریکی با فرکانس بالا در خطوط تلفن، توزیع سیگنال تلویزیون کابلی، اتصال سیگنال بین آنتن‌ها، فرستنده‌ها و گیرنده‌ها استفاده میشود.
زوج به هم تابیده: کابل‌های زوج به هم تابیده از دو سیم عایق ساخته میشوند که به هم تابیده شده‌اند و در شبکۀ اینترنت و ارتباطات تلفنی استفاده میگردند.
فیبر نوری: نوع دیگری از کابل ارتباطی که از رشته‌های شیشه‌‌ای منعطف و شفاف ساخته شده و داده‌ها را به‌صورت نور انتقال می‌دهد و با نام فیبر نوری معروف است.
کابل شبکه: کابل شبکه به مجموعه سیم‌هایی از جنس مس یا شیشه گفته میشود که برای اتصال و انتقال داده و اطلاعات بین کامپیوترها و روترها و سوییچ‌ها (به طور کلی بین اجزا و مولفه های شبکه) استفاده میشود.
کابل LAN یا به اصطلاح کابل‌های Twisted-Pair مطابق استاندارد TIA/EIA 568-B2جهت انتقال داده بین دستگاه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و از نظر سرعت انتقال دیتا به چند دسته تقسیم میشوند.
گروه بندی کابل شبکه: گروه بندی در این کابل‌ها با نام Category مشخص میشود مانند Cat 5e, Cat 6 , Cat6a و …
کابل شبکه Cat5: کابل Cat5 UTP دارای ۴ جفت سیم مسی به هم تابیده است که با جک RJ45 همراه است. تفاوت cat 3 و cat 4 با cat 5 این است که در cat5 اغلب در شبکه‌های توکن رینگ، اترنت و فست اترنت Fast Ethernet استفاده میشوند و تا سرعت ۱۰۰ Mbps را پشتیبانی میکنند. حداکثر پهنای باند در کابلCat5 UTP برابر با ۱۰۰ مگاهرتز است. چون میزان پیچش جفت سیم ها در هر اینچ، در کابل Cat5 UTP بیشتر از Cat3 UTP است، سرعت بیشتر و طول بیشتری برایمان فراهم میکند. کاربرد کابل Cat5 UTP در شبکه های خانگی و کاری است. برای استفاده در فواصل بیش از صد متر باید از پل یا دیگر تجهیزات شبکه استفاده کرد وگرنه شبکه دچار اختلال میشود مثلا ممکن است باعث گم شدن بسته و کاهش سرعت انتقال شود.
کابل شبکه Cat5e: کابل Cat5e UTP اغلب در شبکه‌های اترنت و فست اترنت Fast Ethernet و گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet استفاده میشوند. سرعت کابل شبکه Cat5e UTP حداکثر ۱ Gbps و حداکثر پهنای باند در کابل آن برابر با ۱۰۰ مگاهرتز است.
کابل شبکه Cat6: کابل Cat6 UTP بیشتر در شبکه‌های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و G Ethernet10 استفاده میشوند و می تواند تا پنجاه و پنج متر را تا سرعت Gbps10 پشتیبانی کند. اگر این فاصله به صد متر برسد سرعت به Gbps1 کاهش پیدا میکند. حداکثر پهنای باند در کابلCat6 UTP برابر با ۲۵۰ مگاهرتز است. کابل Cat6 UTP مشابه کابل Cat5e UTP و تنها یک تفاوت دارد و آن این است که جداکننده‌ای فیزیکی میان چهار جفت سیم قرار می گیرد تا جلوی تداخل‌های الکترومغناطیسی را بگیرد. اگر کابل‌های Cat6 UTP را در کابل کشی‌ها به کار می برید باید توجه داشته باشید که دیگر اجزا مانند جک‌ها، پچ پنل و پچ کورد و … از استانداردی مشابه پیروی کنند و دو انتهای کابل هم به درستی جک زده شود.
کابل شبکه cat6a : کابل شبکه CAT6A UTPدر سال 2009 به بازار آمد و در حال حاضر بیشترین کاربرد را در شبکه‌های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و G Ethernet10دارد. این کابل تا سرعت Gbps10 را پشتیبانی میکند و حداکثر پهنای باند در کابل Cat6a UTP برابر با ۵۰۰ مگاهرتز است.
کابل شبکه Cat7 : کابل Cat7 UTP اغلب در شبکه‌های گیگابیت اترنت Gigabit Ethernet و G Ethernet10 استفاده میشود و تا سرعت Gbps10 را پشتیبانی میکند. حداکثر پهنای باند در کابلCat7 UTP برابر با ۶۰۰ مگاهرتز می‌باشد.
این کابل شبکه در دیتاسنترها و برقراری ارتباطات Backbone میان سرورها و سوییچ‌های شبکه و دستگاه‌های استوریج استفاده میشود.
در ساختار کابل Cat7 UTP هر جفت سیم دارای یک شیلد است و شیلد دیگر سیم‌ها را در بر گرفته است. بنابراین لازم است پیش از انتخاب و خرید، سه فاکتور مهم در نظر قرار گیرد تا بهترین نتیجه کسب گردد. سه فاکتور عبارت اند از :
1 :سرعت مورد نیاز
2 :فرکانس مورد نظر
3 :فاصله بین تجهیزات
انواع کابل شبکه
به طور کلی کابل شبکه به دو گروه تقسیم بندی میشود :
کابل شبکه شیلدار (SfTP)
کابل شبکه بدون شیلد (UTP)
کابل شبکه همراه با فویل و شیلد (SF/UTP) : جامع‌ترین سطح محافظت سیگنال اضافی برای کابل شبکه معمولا توسط محصولاتی با علامت SFTP ارائه میشود. که دارای دو لایه محافظ شیلددار و صفحه فویل بین پوشش خارجی و سیم‌های داخلی است و یک پوشش اضافی به دور هر زوج سیم بهم تابیده قرار گرفته است.
کابل شبکه بدون شیلد (UTP) Pair Twisted Unshielded Cat6: کابل‌های UTP مخفف Pair Twisted Unshielded در این پیکربندی، چهار جفت سیم مسی تابیده‌شده که کابل شبکه را تشکیل می‌دهند، فقط توسط پوشش داخلی خود و یک روکش خارجی پوشانده میشوند. به عبارت دیگر، در کابل UTP هیچ گونه محافظ اضافی بین زوج‌های بهم تابیده و پوشش خارجی کابل قرار نمی‌گیرد. کابل شبکه UTP معمولا مقرون به صرفه‌ترین نسخه از کابل‌های شبکه است که از محافظت کافی در برابر تداخل الکترومغناطیسی و میرایی سیگنال برای تأمین نیازهای پایه این استاندارد برخوردار است.
کابل شبکه بدون شیلد با حفاظ فویل (F / UTP ): کابل F/UTP مخفف FOILED /Un shielded Twisted pair همانند طرح UTP که در مورد قبلی اشاره شد، می‌باشد. کابل F/UTP هیچ محافظ اضافی در اطراف هر یک از جفت‌های سیم بهم تابیده ندارد، اما در زیر پوشش خارجی کابل، یک صفحه فویل وجود دارد که چهار زوج را به طور جمعی محصور میکند. در این نوع کابل یک محافظ اضافی بالاتر از نیاز پایه برای کابل شبکه در نظر گرفته میشود و تا حدی بیشتر از کابل‌های UTP به محافظت در برابر از دست دادن سیگنال کمک میکند.
کابل شبکه cat
درواقع کابل های شبکه Cat بر اساس استانداردهایANSI/TIA/EIA 568-B.1 وISO/IEC 11801 مشخص میشوند که در سیستم ANSI بر اساس دسته بندی‌های (Cat3, Cat5e,Cat6, Cat7) و در سیستم ISO بر اساس کلاس‌های (Class C,D,E,F) نام گذاری میشوند. هرچه رده‌ی این کابل‌ها بالاتر باشد نشان دهنده‌ی توانایی انتقال بیشتر و تداخل کمتر است. برای مثال cat1 که پایین‌ترین آنها است، ۱ مگابیت بر ثانیه سرعت انتقال دارد اما cat8 که در رده‌بندی بالاتر است ۴۰ گیگابیت بر ثانیه سرعت انتقال دارد. در جدول زیر به طور خلاصه انواع کابل شبکه بر اساس رده‌بندی آورده شده است.
دفن مستقیم (خاکی)
کابل‌های مخابراتی و برقی، تنها دارای یک لایۀ نازک عایق و پوشش خارجی ضدآب هستند. اما کابل دفن مستقیم یا )کابل خاکی( تحمل فوق‌العاده‌ای در برابر رطوبت، گرما، رسانایی و همچنین اسیدیتۀ خاک داشته و به گونه‌ای طراحی گشته است که بتواند به‌طور مستقیم در زیر زمین دفن شود. به علت مقاومت بالا در برابر کانون تخلیۀ صاعقه، استفاده از آن در برخی مناطق ترجیح داده میشود.
با غلاف غیرفلزی
نوعی کابل الکتریکی با غلاف خارجی از جنس پلاستیک بوده و معمولاً برای سیم‌کشی برق مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از معروفترین این کابل ها می توان به کابل افشان اشاره کرد.
با غلاف فلزی
نوعی کابل برق زرهی است که هادی‌های آن با یک لایۀ پلاستیکی عایق‌بندی گشته‌اند. همچنین برای ایجاد محافظت بیشتر، یک غلاف فلزی نیز آنها را احاطه کرده است.
چند هادی یا چند هسته‌ای
این مدل کابل، هادی‌هایی با غلاف‌های عایق‌بندی شده دارد که در کابل دارای پوشش پیچیده شده‌اند. کابل‌های چند هسته‌ای به‌طور معمول به یک رابط چندپینه متصل شده و از اتصال شلوغ جلوگیری میکنند. استفاده از آنها در زمان صرف‌شده نیز صرفه‌جویی کرده و غالباً برای انتقال سیگنال صوتی به میکسر صوتی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری در کنسول‌های بازی، ارسال سیگنال صوتی و تصویری از دوربین تنها با استفاده از یک کابل و همچنین در شبکه‌بندی کارایی دارد.
کابل نرم
کابل های نرم با خاصیت انعطاف پذیری خود و با وجود کانکتور در دو سر آنها منبع تغذیه (ا سی) موقت را تامین میکنند.
کابل زوج
مدلی از انواع کابل الکتریکی بوده که از یک جفت هادی ساخته میشود. این هادی‌ها نیز با یک محافظ عایقی پوشانده شده‌اند
نواری
کابل‌های انعطاف‌پذیر نواری یک نوع کابل مسطح بوده که به‌طور معمول وظیفۀ هدایت 8 الی 100 خط داده‌ای یا کنترلی موازی را بر عهده دارند. سطح توان آنها چندان نبوده و تنها قادر به تحمل ولتاژهای بسیار کم و پایین هستند. از آنها در دستگاه‌های الکترونیکی و همچنین رایانه‌ها استفاده میشود که البته امروزه اکثراً با کابل‌های گرد جایگزین گشته‌اند.
کابل زیرآب
از آنها در مکان‌های مرطوب و یا برای شناور شدن در مایع استفاده میشود. عایقی که برای ساخت این ابزار استفاده شده، از مقاومت و دوام بسیار بالایی برخوردار بوده و پاسخگوی چالش‌های موجود در محیط است. از کابل‌های زیر آب برای اتصال یک جزیره به شبکۀ برق یک کشوری، اتصال برق برای مصارف ربات‌های زیر آبی و … استفاده میشود.
کابل فرمان
کابل فرمان یا کابل کنترل سیمی چند رشته‌ای است که برای طیف وسیعی از کاربردهای در صنعت برق مورداستفاده قرار می‌گیرد.کابل فرمان غالبا با استفاده ازمس آنیل شده که در داخل چندین سیم بافته شده است،تولید میشوند.نحوه ی تولید کابل کنترل از تداخل الکتریکی یا گسترش میدان الکترومغناطیسی جلوگیری میکند.
محاسبه سطح مقطع کابل در مقیاس طول
سطح مقطع کابل نقش مهمی در عبور جریان الکتریکی از آن دارد. به طور کلی انتخاب کابل و استفاده از آن در امور برق به ویژگی های خاص این کابل بستگی دارد که سطح مقطع یکی از مهمترین ویژگی های آن می باشد. اما گاهی ممکن است این سوال مطرح شود که مقطع دقیقا چیست؟ برای پاسخ ساده به این سوال، سیم را با چاقو ببرید. سطح ایجاد شده توسط این برش سطح مقطع نامیده می شود.
در هنگام تعیین سطح مقطع هادی به کمک جدول محاسبات سیم و کابل بر اساس مسافت باید این نکته را در نظر داشته باشید که اگر شبکه شما مستعد افت فشار زیاد است، بهتر است هادی‌هایی با نمره بالاتر را انتخاب نمایید.