I cavi per computer sono cavi specializzati utilizzati per trasmettere segnali digitali, segnali analogici o comandi di controllo. Devono soddisfare requisiti quali bassa attenuazione, resistenza alle interferenze e resistenza ambientale. La scelta dei materiali (compresi conduttore, strato isolante, strato schermante e strato guaina) influisce direttamente sulle prestazioni di trasmissione del segnale, come dettagliato di seguito: I. Materiale conduttore La funzione principale dei cavi del computer è trasmettere segnali deboli (bassa corrente, alta frequenza). Pertanto, la conduttività, la flessibilità e la stabilità del segnale del conduttore sono estremamente importanti.
Pertanto, vengono quasi sempre utilizzati conduttori in rame. Le forme specifiche includono: Rame puro (rame elettrolitico): elevata conduttività (maggiore o uguale al 58,5% IACS), che riduce al minimo l'attenuazione del segnale durante la trasmissione e garantisce l'accuratezza dei dati. Spesso è costituito da filo di rame morbido a più-trefoli (come filo di rame sottile da 7/0,16 mm, 19/0,32 mm, ecc. intrecciati insieme), che offre una buona flessibilità adatta al cablaggio di rack e a scenari di piegatura frequente e non si rompe facilmente. Rame stagnato-placcato: uno strato di stagno viene placcato sulla superficie del rame puro (spessore dello strato di stagno maggiore o uguale a 1μm), migliorando la resistenza all'ossidazione e la saldabilità (evitando uno scarso contatto causato dall'ossidazione del rame), particolarmente adatto per ambienti umidi o leggermente corrosivi (come officine industriali, apparecchiature esterne). È il materiale conduttore principale per i cavi dei computer, bilanciando conduttività e resistenza ambientale.
Materiale dello strato isolante Lo strato isolante deve isolare diversi fili con nucleo e prevenire interferenze di segnale, possedendo allo stesso tempo un'elevata resistenza di isolamento, una bassa perdita dielettrica e una resistenza alla temperatura. Materiali comunemente usati: Polietilene (PE): costante dielettrica bassa (ε≈2,3), bassa perdita dielettrica, adatta per la trasmissione di segnali ad alta-frequenza (come la comunicazione digitale) e costo relativamente basso. Intervallo di temperatura: -40~70 gradi, adatto a temperatura normale e ambienti asciutti (come sale computer, uffici). Cloruro di polivinile (PVC): buone prestazioni di isolamento, elevata resistenza meccanica (resistente all'usura-, allo strappo-) e un certo ritardo di fiamma (auto-estinguente). Intervallo di temperatura: -15~70 gradi (tipo generale), adatto per installazione fissa in interni, rapporto costo/efficacia elevato-. Polietilene reticolato-(XLPE): migliore resistenza al calore e resistenza meccanica attraverso il processo di reticolazione, con resistenza alla temperatura fino a 90 gradi, maggiore resistenza all'isolamento e migliore resistenza all'invecchiamento rispetto a PE/PVC. Adatto per ambienti ad alta temperatura (come armadi di controllo industriali) o scenari con requisiti di durata elevata. Fluoroplastiche (FEP, PFA, PTFE):
Resistenza a temperature estremamente elevate (-60~200, anche 260 gradi), eccellente stabilità chimica (resistenza agli oli, agli acidi e agli alcali) e proprietà dielettriche quasi inalterate dalla temperatura e dalla frequenza. Adatto per ambienti estremi (come officine chimiche, vicino ad apparecchiature ad alta-temperatura), ma con costi più elevati. III. Materiali dello strato schermante I cavi del computer devono resistere alle interferenze elettromagnetiche (EMI) e alle interferenze in radiofrequenza (RFI), rendendo lo strato schermante fondamentale. I materiali comunemente utilizzati includono: Schermatura intrecciata di filo di rame: intrecciata da più fili di filo di rame sottile (rame stagnato-rame nudo o rame nudo), con una densità di schermatura generalmente compresa tra l'85% e il 95%. Ha una buona flessibilità e una forte resistenza alle-interferenze a bassa frequenza. Adatto a scenari con piegature frequenti (come i cavi di collegamento delle apparecchiature), ma il suo effetto di schermatura ad alta-frequenza è leggermente inferiore al nastro di rame. Schermatura avvolgente con nastro di rame: utilizza un nastro di rame sottile (0,05~0,1 mm di spessore) avvolto a spirale, che fornisce un'elevata copertura di schermatura (maggiore o uguale al 90%) ed un effetto schermante superiore contro le interferenze ad alta-frequenza (come i segnali a radiofrequenza). Presenta elevata resistenza meccanica ma scarsa flessibilità, adatto per installazioni fisse (come cablaggi all'interno di passerelle portacavi). Schermatura a nastro composito in alluminio-plastica:
Realizzato in foglio di alluminio e pellicola di plastica, è leggero e a basso-costo, offre una certa schermatura contro le interferenze ad alta-frequenza, ma il suo effetto schermante è più debole del rame puro e viene utilizzato principalmente in ambienti a bassa-interferenza. Schermatura a doppio-strato (intrecciato + avvolto): combinando i vantaggi della treccia di filo di rame (anti-bassa frequenza) e dell'avvolgimento del nastro di rame (anti-alta frequenza), fornisce il miglior effetto di schermatura (ad esempio, per ambienti con forti interferenze: sottostazioni, vicino ai motori). IV. Materiale della guaina Lo strato della guaina protegge gli strati isolanti e schermanti, richiedendo resistenza all'usura, resistenza ambientale (olio, acqua, raggi UV) e ritardante di fiamma. I materiali comunemente utilizzati includono: Cloruro di polivinile (PVC): elevata resistenza meccanica, resistenza all'usura, resistenza agli acidi e agli alcali e ritardo di fiamma (ottenibile aggiungendo ritardanti di fiamma), basso costo. Intervallo di temperatura: -15~70 gradi, adatto per ambienti interni asciutti o industriali generali. Neoprene (CR): buona elasticità, resistenza all'olio, resistenza all'invecchiamento e forte resistenza agli agenti atmosferici (resistente ai raggi UV), adatto per applicazioni esterne o mobili (ad es. tiranti per cavi di apparecchiature). Intervallo di temperatura: -30~80 gradi, ma il costo è superiore a quello del PVC. Fluoroplastica (FEP, PFA): abbina strati isolanti in fluoroplastica, resistenti a temperature estreme (-60~200 gradi), resistenti alla corrosione chimica, adatti ad ambienti difficili (ad es. impianti chimici, officine ad alta temperatura). Poliolefine prive di alogeni a bassa emissione di fumi (LSZH):
Bassa emissione di fumo durante la combustione, assenza di gas tossici (ad es. HCl), soddisfa i requisiti di protezione ambientale e sicurezza antincendio (ad es. grattacieli, metropolitane, ospedali). Intervallo di temperatura: -40~90 gradi, buona resistenza meccanica e agli agenti atmosferici. In sintesi, la selezione dei materiali per i cavi dei computer si concentra sulla "trasmissione stabile del segnale" e sull'"adattabilità ambientale": i conduttori sono principalmente rame stagnato, bilanciando conduttività e resistenza all'ossidazione; gli strati isolanti vengono selezionati in base ai requisiti di temperatura: PE/PVC (temperatura normale), XLPE (temperatura da media ad alta) e fluoroplastica (ambienti estremi); gli strati di schermatura sono principalmente treccia di filo di rame/avvolgimento di nastro di rame, con doppia schermatura utilizzata in scenari con forti interferenze; gli strati della guaina vengono selezionati in base all'ambiente: PVC (uso generale), LSZH (ritardante di fiamma ecologico) e fluoroplastica (ambienti difficili).