Посеребрённая проводка. Разрушаем миф

В нынешнюю эру потребления и в погоне за трендами, к сожалению люди редко интересуются природой вещей. Зачастую им впаривают то, что им совершенно не нужно или хуже того, вредно. Но ведь главное какие "волшебные" слова сказать и как об этом заявить. В среде страйкбола таких примеров масса. И один из них это "посеребренная проводка". Этот миф базируются на желаемом, которое, как известно, бывает весьма далеким от реального. 

Первое заблуждение – это то, что есть разница в серебряных проводах (далее СП) и посеребренных проводах (ПП).

1. Серебряный провод.

• Серебряный провод – провод который полностью, т.е. по всей площади поперечного сечения, выполнен из серебра.
• Серебряный провод - реальность, но ОЧЕНЬ редкая, ибо сфера применения крайне маленькая, как правило – прецизионная (и/или высокочастотная) радиотехника, где важно минимизировать потери на сопротивление в проводниках.
• Серебряный провод – дорог, ибо серебро есть драгоценный металл.
• Серебро имеет некоторые химические свойства, поэтому требует вполне определенных условий эксплуатации.

2. Посеребренный провод (который кстати и продается в страйкбольных магазинах) – провод, выполненный из металла с хорошей проводимостью (как правило – медь) и покрытый тончайшим слоем технического серебра. Реальность применения посеребренного провода довольно широка, при относительно небольшой стоимости, в частности: в высокочастотной радиотехнике а также в технике аудио воспроизведения (хотя зачастую, у аудиофилов мнения по поводу ПП, что называется – полярные).

В магазинах, в широком доступе есть как раз «акустические» ПП, которые в простонародье называют «серебряными». Страйкбольным аналогом аккустики это те «серебряные провода» продаваемые под известными брендами Guarder, Lonex и др. Разница с аудио проводами составляет лишь в сечении провода и виде упаковки. Сечение провода у страйкбольного «серебра» составляет 1 кв. мм (AWG18).

Но для начала немного физики, причем мы не будем забираться в дебри высшей математики и векторного анализа. Для рассмотрения вопроса достаточно обычного школьного учебника физики.

На рис. 1 эскизно показаны ПП и обычный медный провод в сечении, для простоты - одножильные.

Слева – ПП (Cu + Ag), справа – медный (Cu). Поскольку, при постоянном токе скин-эффект практически отсутствует, то в однородном медном проводе, постоянный ток протекает по всей площади поперечного сечения S1. Если площадь S1 соответствует величине протекающего тока, то проводимость провода максимальна, а потери на тепло – минимальны. В посеребренном проводе постоянный ток протекает неоднородно. Поскольку ПП – это композит из двух металлов, то можно изобразить его как эквивалент из параллельно включенных сопротивлений Rп1Ag и Rп1Сu (рис. 2).

Rп1 – сопротивление провода

Rп1Ag – сопротивление слоя Ag

Rп1Cu – сопротивление медной части

Так как у серебра проводимость больше чем у меди, сопротивление Rп1Ag, будет меньше чем Rп1Сu, при этом, площадь поперечного сечения S2 (напыления серебра) на порядки меньше площади поперечного сечения меди S1. А как известно ток всегда течет по пути наименьшего сопротивления. Что же получается? При протекании тока по ПП, ток будет делиться на I Ag и I Cu. Путем наименьшего сопротивления, ток I Ag будет стремиться к росту, при крайне малом сечении Ag. Из закона Джоуля-Ленца, знаем, что тепло выделяемое при прохождении тока через проводник равно произведению квадрата тока на сопротивление проводника и на время. Введя в формулу зависимость сопротивления от проводимости и геометрических размеров, получаем зависимость роста температуры от увеличения тока, обратную сечению. Следовательно, напыление Ag, при сечении много меньшем чем Cu, будет с той же кратностью нагреваться быстрее Cu. Нагрев Ag - вызовет нагрев Cu, что в свою очередь увеличит сопротивление Cu. Напыление Ag неоднородно по толщине, соответственно, общий нагрев слоя, плюс локальный перегрев участков с меньшей толщиной будут вызывать нагрев изоляции провода, что в конечном итоге приведет к потере изоляционных свойств.

 

А вот и практический пример.

Недавно нам принесли АЕГ с просьбой разобраться, почему у привода быстро садится батарея. (Батарея литий-ионная высокотоковая 11.1/2600). По утверждению владельца вместо заявленных 6000-8000 шаров, батареи хватало всего на 1000-1500. При проверке, дефектов в батарее и механике гирбокса выявлено не было, поэтому стали разбираться дальше. Привод АК LCT 74, пружина 150, мотор с высоким крутящим моментом Infinity, установлен ключ BTS555 на «серебряных проводах»...

«Засада» нас ждала в «серебре». См. рис 3. Как можно увидеть на рисунке, проводка имеет множественные тепло-электрические пробои, как раз подтверждающие ту теорию, которая была описана выше. Эффект биметалла помноженное на низкокачественную изоляцию привело к повреждению электрического контура и как следствие, к падению количественного настрела привода в несколько раз! «Ахренеть! И на этом мы летали???!!! (с) к/ф «Аполон 13». Удивительно что привод вообще стрелял… Это же гарантированное темпоральное короткое замыкание.

Отсюда следует простой вывод – Посеребренный Провод, в условиях действия больших постоянных токов, при жестком лимите поперечного сечения работает хуже однородного медного. Отсюда следует, что применение в ЭПО посеребренного провода ничем не оправдано и даже вредно, с точки зрения общей надежности привода.

Если по-простому, то ПП и медный провод можно сравнить как бег обутым в кроссовки разного размера (Cu + Ag) и бег в кроссовках размера нужного (Cu). Бежать в разных можно, но хуже и медленнее, рискуя убить ноги, в то время как кроссовки одного и нужного размера (Сu) доступнее и даже дешевле. Как видим, миф о «крутости» «серебряных» проводов не выдерживает критики даже при упрощенном подходе, в то время как процессы протекающие в электрической части ЭПО – гораздо сложнее и не однозначнее, т.е. при более детальном рассмотрении, вредность применения посеребренной «акустики» станет еще более очевидной.

Возникает резонный вопрос – для чего же тогда вообще делается посеребренный акустический провод? Ответ прост – для минимизации скин-эффекта на высоких частотах. Иными словами – для передачи высокочастотных сигналов, с минимальными потерями. Хотя в этой сфере – тоже нет однозначного определения что хорошо, а что не очень.

Аудиофилы, работающие с техникой высокого класса, зачастую отрицательно относятся к неоднородным проводам, ибо любой провод обладает помимо активного сопротивления, еще и реактивным, т.е. индуктивным и емкостным. Второй слой металла ухудшает передаточную «звуковую» характеристику провода, и поэтому, многие применяют однородные медные провода большого сечения «с запасом», т.е. лучше пусть сигнал несколько затухнет при прохождении по проводу, но затухнет относительно равномерно, по линейному закону, чем его АЧХ изменится непредсказуемым образом.

Из вторичных минусов "серебрянной проводки":

• Ломкость в местах пайки. В результате пайки, когда жилы провода заливаются оловянно-свинцовым припоем, образуется монолитное образование, которое по факту ломкое на изгиб. Достаточно 3-4 раза согнуть провод у основания пайки и он оторван.
• Слабый изолирующий слой провода. Провод, который изначально рассчитанный на одноразовую укладку и пассивное использование в бытовых нуждах не выдерживает активного использования в условиях отрицательных температур. При отрицательной температуре изоляция провода теряет свою эластичность, и в случае его сгиба лопается внешняя изоляция провода, что часто приводит к короткому замыканию проводов и как следствие: выходу из строя батареи.

Иными словами, практика показала ненадежность посеребренных проводов при  использовании их в страйкболе.