电线为什么是多根细线？

回答很简单，多芯线与单芯线的区别而已。

多芯线较软，施工布线方便，一般用于控制回路布线；单芯线较硬，一般用于主回路布线。不管是多芯线抑或是单芯线，只要它们的截面积相同，则载流量就相同。

下图是MNS低压开关柜的电动机回路控制抽屉图片，我们看到的电线都是多芯线。很明显，就是为了施工方便。

再看下图：

这是载流量为4000A的低压开关柜图片，我们能从右上角看到4000A的断路器图片。注意到图中的导线都是铜排，然而从断路器上垂下一根黄绿色的电缆，它就是接地线。尽管这根接地线如此之粗，但它还是多芯线。

如此看来，在实际工作中，单芯线的用量会比多芯线少很多。

题主的问题回答完了，我们来考虑另外一个问题：

多芯线的载流量与芯线数量有何关系？有什么限制条件吗？

（提示：截面半径与载流量的关系、某频率电磁场在导线内的穿透深度与载流量的关系、导线外包绝缘层的散热能力与载流量的关系等等）

=======================

晨练跑步归来，看了若干评论，似乎都没有讲到点子上。今天是周日，有点时间，我来回答我提出的这些问题。

1.关于多芯线与载流量的关系

上图中，左侧就是多芯电线中的一根芯线，它的直径是D1，截面积是S1，S1与D1之间的关系是： ，由此推得它的直径表达式为： 。

若单根芯线的长度是L，则它对应的外表面有效散热面积为： 。

注意：有效散热面积不包括电线的两个端面。

为何讨论导线的载流量要与电线的散热面积挂钩？这是因为导线存在电阻，当电流流过它时，导线当然会发热，会有一定的温度。若导线的温度过高，则会破坏导线的绝缘层，降低导线材料的机械强度。所以，导线的载流量一定会和导线的散热能力直接挂钩。

我们再设单根芯线的电阻是R1。

我们再来看K根芯线构成的多芯电线，讨论时暂时不考虑多芯线外面的塑料保护层，认为此多芯电线是裸导线。

我们设多芯电线的截面积为SK，且有 。于是，多芯电线的等效直径DK为：

多芯电线的有效散热面积AK为：

我们还知道，这K根芯线之间是并联关系。既然单根芯线电阻是R1，那么这K根芯线的电阻就是：

我们知道，导线散发的热量与导线的表面积成正比。对于单根的电线，其散热量P1的表达式为：

，这里的M为散热系数。

对于K根芯线并联的多芯电线，其散热量为：

当导线处于平衡态时，导线的发热量P与导线的散热量P'相等，也即：

并且有： ,

注意这里的I1是单根芯线的载流量，IK是多芯线的载流量。我们最终的目的就是求出IK与I1之间的关系表达式。

由此我们可以推出如下表达式：

上式中最后的式子就是我们所需要的式子。我把它罗列如下，以强调一下：

我们用上式来构建下表：

此表就是多芯电线的载流量与单根芯线载流量之间的关系。

来看《电工手册》中的实际表，此表中的数据并非裸导线，而是实际电线参数，如下：

我们以4平方导线为例，已知单根导线的载流量是47A：

2根导线并联时， ，实际值为79.1A；

3根导线并联时， ，实际值为107A；

10根导线并联时， ，实际值为264A。

原来，《电工手册》中的数据就是这么得到的，和我计算的结果基本一致。

2.关于导线的趋肤效应和临近效应的讨论

方便起见，我直接引用我上课的课件，如下：

有了这两张图，我们就可以展开来说明了。

趋肤效应并非只针对频率较高的场合，事实上，对于50赫兹的普通工频交流电，当导线为普通铜材料时，我们也可以计算出它的穿透深度，如下：

也就是说，若铜导线的直径大于2X6.6=13.2mm，尽管此时流过导线的电流只是普通50赫兹交流电，但它也会呈现趋肤效应。所以，在工业环境下，大电流导线一般均采用铜排，铜排的厚度一般为10毫米。

所以，尽管只是50赫兹的交流电，但也一定要注意不要让导线的连接处叠厚超过13毫米。

3.关于导线敷设采用多芯线还是单芯线的问题

对于开关柜和控制柜，柜内控制线的选择，一般都采用多芯线。线的颜色为黑色，头尾用号码管来区分导线用途和接点定义。

值得注意的是：由于多芯线的线头会散开，所以必须用铜接头压接后接入接线端子，并且一个接线端子最多只能接两条线。

对于较长距离的布线，则应当采用单芯线。单芯线的强度大，能保证电缆不至于被拉断。

对于家装布线，则建议以多芯线为好，以便线头连接。

电线为什么是多根细线？

回答很简单，多芯线与单芯线的区别而已。

多芯线较软，施工布线方便，一般用于控制回路布线；单芯线较硬，一般用于主回路布线。不管是多芯线抑或是单芯线，只要它们的截面积相同，则载流量就相同。

下图是MNS低压开关柜的电动机回路控制抽屉图片，我们看到的电线都是多芯线。很明显，就是为了施工方便。

再看下图：

这是载流量为4000A的低压开关柜图片，我们能从右上角看到4000A的断路器图片。注意到图中的导线都是铜排，然而从断路器上垂下一根黄绿色的电缆，它就是接地线。尽管这根接地线如此之粗，但它还是多芯线。

如此看来，在实际工作中，单芯线的用量会比多芯线少很多。

题主的问题回答完了，我们来考虑另外一个问题：

多芯线的载流量与芯线数量有何关系？有什么限制条件吗？

（提示：截面半径与载流量的关系、某频率电磁场在导线内的穿透深度与载流量的关系、导线外包绝缘层的散热能力与载流量的关系等等）

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晨练跑步归来，看了若干评论，似乎都没有讲到点子上。今天是周日，有点时间，我来回答我提出的这些问题。

1.关于多芯线与载流量的关系

上图中，左侧就是多芯电线中的一根芯线，它的直径是D1，截面积是S1，S1与D1之间的关系是： ，由此推得它的直径表达式为： 。

若单根芯线的长度是L，则它对应的外表面有效散热面积为： 。

注意：有效散热面积不包括电线的两个端面。

为何讨论导线的载流量要与电线的散热面积挂钩？这是因为导线存在电阻，当电流流过它时，导线当然会发热，会有一定的温度。若导线的温度过高，则会破坏导线的绝缘层，降低导线材料的机械强度。所以，导线的载流量一定会和导线的散热能力直接挂钩。

我们再设单根芯线的电阻是R1。

我们再来看K根芯线构成的多芯电线，讨论时暂时不考虑多芯线外面的塑料保护层，认为此多芯电线是裸导线。

我们设多芯电线的截面积为SK，且有 。于是，多芯电线的等效直径DK为：

多芯电线的有效散热面积AK为：

我们还知道，这K根芯线之间是并联关系。既然单根芯线电阻是R1，那么这K根芯线的电阻就是：

我们知道，导线散发的热量与导线的表面积成正比。对于单根的电线，其散热量P1的表达式为：

，这里的M为散热系数。

对于K根芯线并联的多芯电线，其散热量为：

当导线处于平衡态时，导线的发热量P与导线的散热量P'相等，也即：

并且有： ,

注意这里的I1是单根芯线的载流量，IK是多芯线的载流量。我们最终的目的就是求出IK与I1之间的关系表达式。

由此我们可以推出如下表达式：

上式中最后的式子就是我们所需要的式子。我把它罗列如下，以强调一下：

我们用上式来构建下表：

此表就是多芯电线的载流量与单根芯线载流量之间的关系。

来看《电工手册》中的实际表，此表中的数据并非裸导线，而是实际电线参数，如下：

我们以4平方导线为例，已知单根导线的载流量是47A：

2根导线并联时， ，实际值为79.1A；

3根导线并联时， ，实际值为107A；

10根导线并联时， ，实际值为264A。

原来，《电工手册》中的数据就是这么得到的，和我计算的结果基本一致。

2.关于导线的趋肤效应和临近效应的讨论

方便起见，我直接引用我上课的课件，如下：

有了这两张图，我们就可以展开来说明了。

趋肤效应并非只针对频率较高的场合，事实上，对于50赫兹的普通工频交流电，当导线为普通铜材料时，我们也可以计算出它的穿透深度，如下：

也就是说，若铜导线的直径大于2X6.6=13.2mm，尽管此时流过导线的电流只是普通50赫兹交流电，但它也会呈现趋肤效应。所以，在工业环境下，大电流导线一般均采用铜排，铜排的厚度一般为10毫米。

所以，尽管只是50赫兹的交流电，但也一定要注意不要让导线的连接处叠厚超过13毫米。

3.关于导线敷设采用多芯线还是单芯线的问题

对于开关柜和控制柜，柜内控制线的选择，一般都采用多芯线。线的颜色为黑色，头尾用号码管来区分导线用途和接点定义。

值得注意的是：由于多芯线的线头会散开，所以必须用铜接头压接后接入接线端子，并且一个接线端子最多只能接两条线。

对于较长距离的布线，则应当采用单芯线。单芯线的强度大，能保证电缆不至于被拉断。

对于家装布线，则建议以多芯线为好，以便线头连接。

电线为什么是多根细线？

多匝线与单匝线

单匝

在一般情况下比如民用，50，60hz交流电，相同粗细的单匝与多匝相比较，单匝的单位阻值低一些，所以单匝的标称电流更大，所以多用单匝线。而多匝可能会用在电流较小、需要把导线弯来弯去的地方。但走大电流易发烫，使绝缘老化迅速。所以家里面，能用单匝就用单匝，除非单匝的太硬弯不动，再用多匝，但即使用多匝的也最好用匝数较少的，比如两匝，三匝等，这样能走更大电流，延长使用寿命。

多匝

1.一般使用是因为比较好弯曲

2.但是当电流的频率很高时，就不单单只考虑粗细了。

频率高了比如几百khz，因为集肤效应也可以叫趋肤效应和邻近效应的关系，电流会贴在导线表面走，也就是在一个环形里面走，这个环的厚度非常小，可能只有几mil，十几mil，而且，这个厚度仅仅由频率决定。频率越高厚度越小。

如果是单匝道线，那么导线的利用率就会非常低。但多匝就不一样了，因为环形厚度相同，导线细，利用率就会高。

所以能使用比单匝更细的多匝就可以达到相同的效果了。

难得看到一个略了解的问题，有说错的地方望指正。

^_^

。

。

2018年2月2日第一次修改

2018年2月3日第二次修改

电线为什么是多根细线？

多匝线与单匝线

单匝

在一般情况下比如民用，50，60hz交流电，相同粗细的单匝与多匝相比较，单匝的单位阻值低一些，所以单匝的标称电流更大，所以多用单匝线。而多匝可能会用在电流较小、需要把导线弯来弯去的地方。但走大电流易发烫，使绝缘老化迅速。所以家里面，能用单匝就用单匝，除非单匝的太硬弯不动，再用多匝，但即使用多匝的也最好用匝数较少的，比如两匝，三匝等，这样能走更大电流，延长使用寿命。

多匝

1.一般使用是因为比较好弯曲

2.但是当电流的频率很高时，就不单单只考虑粗细了。

频率高了比如几百khz，因为集肤效应也可以叫趋肤效应和邻近效应的关系，电流会贴在导线表面走，也就是在一个环形里面走，这个环的厚度非常小，可能只有几mil，十几mil，而且，这个厚度仅仅由频率决定。频率越高厚度越小。

如果是单匝道线，那么导线的利用率就会非常低。但多匝就不一样了，因为环形厚度相同，导线细，利用率就会高。

所以能使用比单匝更细的多匝就可以达到相同的效果了。

难得看到一个略了解的问题，有说错的地方望指正。

^_^

。

。

2018年2月2日第一次修改

2018年2月3日第二次修改

电线为什么是多根细线？

“不是电线直径越粗，电阻越小吗？”

是的直径越粗，电阻越小所以细线必须“多根”缠绕起来，才能达到一条粗线的低电阻所以电阻一样了，不妨碍导电

那么，同样电阻为什么非要分成多跟细的，而不是一根粗的？一根粗线频繁弯曲会容易折断多跟细线频繁弯曲不容易折断

电线为什么是多根细线？

“不是电线直径越粗，电阻越小吗？”

是的直径越粗，电阻越小所以细线必须“多根”缠绕起来，才能达到一条粗线的低电阻所以电阻一样了，不妨碍导电

那么，同样电阻为什么非要分成多跟细的，而不是一根粗的？一根粗线频繁弯曲会容易折断多跟细线频繁弯曲不容易折断

电线为什么是多根细线？

还有一个原因可能大家没有想到，单匝线走过的电流越大，其产生的CE、RE越大，就需要更大的屏蔽线圈，但是多匝线，因为毕竟不是一个整体，外层线对内层线还能起到屏蔽作用，在做EMC的时候，一次通过的概率更大一些

电线为什么是多根细线？

还有一个原因可能大家没有想到，单匝线走过的电流越大，其产生的CE、RE越大，就需要更大的屏蔽线圈，但是多匝线，因为毕竟不是一个整体，外层线对内层线还能起到屏蔽作用，在做EMC的时候，一次通过的概率更大一些

电线为什么是多根细线？

一根粗金属丝实在是太硬了，没法实用。

电线为什么是多根细线？

一根粗金属丝实在是太硬了，没法实用。