انواع و تاریخچه سیم برق رایانه شخصی: سیری عمیق در استانداردها و تکامل

سیم برق ساده اغلب آخرین مؤلفه ای است که در ساخت رایانه شخصی در نظر گرفته می شود، با این حال این خط حیاتی است که شکاف بین لوازم الکترونیکی ظریف شما و انرژی خام شبکه برق را پر می کند. در حالی که ممکن است سیم‌های با روکش لاستیکی ساده به نظر برسند، سیم‌های برق PC نتیجه دهه‌ها استانداردسازی، مهندسی ایمنی و نیازهای برق در حال تکامل هستند. درک این کابل ها فقط به دنبال یافتن دوشاخه مناسب نیست. این در مورد اطمینان از ایمنی، کارایی و طول عمر تجهیزات شما است.

تکامل تاریخی اتصال برق کامپیوتر

استانداردسازی کابل های برق کامپیوتر یک شبه اتفاق نیفتاد. در روزهای نوپای محاسبات شخصی، تحویل نیرو اغلب یک فکر قبلی یا یک مانع اختصاصی بود که بین تولیدکنندگان بسیار متفاوت بود. سفر از کابل های سیم کشی شده به استانداردهای مدولار جهانی که امروزه از آن لذت می بریم، نشان دهنده بلوغ خود صنعت رایانه شخصی است.

از Hardwired تا Modular (قبل از دهه 1980)

در اواسط دهه 1970، ماشین‌هایی مانند Altair 8800 که به طور گسترده جرقه انقلاب میکروکامپیوتر محسوب می‌شد، اغلب به کابل‌های برق ساده و غیرقابل جدا شدن متکی بودند. اینها غالباً مستقیماً به شاسی یا واحد منبع تغذیه (PSU) متصل می شدند و از یک بوش رفع فشار عبور می کردند. اگر کابل آسیب دیده باشد، تعویض آن مستلزم باز کردن کیس و لحیم کاری است که برای مصرف کننده عادی یک کار خطرناک است.

همانطور که کامپیوترهای شخصی از میزهای کار سرگرمی به اتاق نشیمن خانوادگی منتقل شدند، ایمنی و راحتی بسیار مهم شد. را اپل II (1977) و مسلماً مهمتر، IBM PC 5150 (1981)، در محبوبیت سیم برق قابل جدا شدن نقش اساسی داشتند. پذیرش IBM از IEC 60320 C13 استاندارد برای منبع تغذیه آن به طور موثر استاندارد جهانی را برای دهه های آینده تعیین می کند. این تغییر به تولیدکنندگان رایانه اجازه می‌دهد تا دقیقاً همان واحد منبع تغذیه را در سرتاسر جهان ارسال کنند، به سادگی سیم خارجی را برای مطابقت با پریز دیواری منطقه‌ای تعویض کنند (مانند NEMA 5-15 برای ایالات متحده، BS 1363 برای بریتانیا).

عصر انحراف اختصاصی

همه سازندگان بلافاصله استاندارد IEC را رعایت نکردند. رونق کامپیوترهای خانگی در دهه 1980 شاهد یک چشم انداز تکه تکه شد. را کومودور 64 به عنوان مثال، از یک منبع تغذیه معروف "آجری" استفاده کرد که از طریق یک کانکتور DIN اختصاصی 7 پین به کامپیوتر متصل می شد. این منابع تغذیه در گلدان اپوکسی قرار می‌گرفتند و باعث می‌شد آنها غیرقابل تعمیر باشند و در معرض خرابی‌هایی باشند که می‌تواند تراشه‌های کامپیوتر را از بین ببرد. این دوره مزیت متمایز سیستم IEC مدولار را برجسته کرد: اگر کابل استاندارد C13 خراب شود، جایگزینی آن ارزان و ایمن است. اگر یک کابل PSU اختصاصی از کار بیفتد، کل واحد اغلب قراضه می شود.

آشنایی با استانداردهای IEC 60320

استاندارد 60320 کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) مجموعه قوانینی است که کانکتورهای بدون قفل را که امروزه در اکثر سیم های برق استفاده می شود، تعریف می کند. این سیستم از یک طرح شماره گذاری منطقی استفاده می کند: اعداد فرد نشان دهنده کانکتور مادگی (انتهای کابل)، و اعداد زوج نشان دهنده ورودی نر (انتهای دستگاه).

رابط (مونث)	ورودی (مرد)	نام مشترک	برنامه معمولی
C13	C14	کابل کامپیوتر استاندارد	کامپیوترهای رومیزی، مانیتورها، چاپگرها
C5	C6	میکی موس / برگ شبدر	آجر برقی لپ تاپ، پروژکتور
C7	C8	شکل-8	کنسول های بازی (PS4/PS5)، رادیو
C19	C20	سیم با خروجی بالا	سرورها، PSU های 1600 واتی، رک های PDU

شیرجه عمیق به انواع سیم برق معمولی رایانه شخصی

IEC C13/C14: استاندارد صنعت

C13 کانکتور ذوزنقه ای است که تقریباً در هر رایانه رومیزی از دهه 1980 یافت می شود. از نظر فنی رتبه بندی شده است 10 آمپر بین المللی و 15 آمپر در آمریکای شمالی (به دلیل الزامات NEMA)، معمولاً تا 250 ولت. دارای سه پین است: Line، Neutral و Ground.

در حالی که آنها یکسان به نظر می رسند، همه کابل های C13 یکسان ایجاد نمی شوند. گیج سیم داخلی (ضخامت) متفاوت است. یک کامپیوتر اداری استاندارد ممکن است با یک 18 AWG کابل، که برای 10 آمپر کافی است. با این حال، یک کامپیوتر بازی با عملکرد بالا با منبع تغذیه 1000 وات باید به طور ایده آل از یک ضخیم تر استفاده کند. 16 AWG یا حتی 14 AWG کابل C13 برای به حداقل رساندن افت ولتاژ و تولید گرما، حتی اگر شکل رابط ثابت بماند.

IEC C5/C6: رابط "میکی ماوس".

کانکتور C5 که به دلیل سطح مقطعش شبیه به شکل شخصیت های دیزنی نامگذاری شده است، یک کانکتور پلاریزه و سه شاخه است که عمدتاً برای وسایل الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود. برخلاف C13، C5 به طور قابل توجهی کوچکتر است و به طور معمول برای جریان کمتر درجه بندی می شود 2.5 آمپر . تقریباً به طور انحصاری بر روی آجرهای برق خارجی (آداپتورهای متناوب) برای لپ تاپ ها یافت می شود. وجود سومین پایه اتصال زمین یک تمایز کلیدی از C7 است که یک لایه ایمنی اضافی را برای دستگاه‌هایی با شاسی فلزی یا توان مصرفی بالاتر ارائه می‌کند.

IEC C7/C8: رابط "شکل-8".

C7 یک کانکتور غیرقطبی دو هادی است. از آنجایی که فاقد پین زمینی است، فقط در وسایل «کلاس II» (عایق دوگانه) استفاده می‌شود که در آن کاربر با دو لایه عایق به جای زمین زمین از ضربه محافظت می‌کند. از لحاظ تاریخی در رادیوهای کاست رایج است، امروزه این مورد را در کنسول‌های بازی مدرن مانند پلی‌استیشن 4 و 5 (نسخه‌های باریک)، Apple TV و شارژرهای لپ‌تاپ کم‌مصرف می‌بینید. همچنین یک نسخه پلاریزه (مربع در یک طرف) وجود دارد که کمتر رایج است اما به طور بحرانی با ورودی های استاندارد C8 قابل تعویض نیست.

IEC C19/C20: راه حل های با قدرت بالا

از آنجایی که سخت‌افزار رایانه‌های شخصی مصرف‌کننده انرژی بیشتری پیدا کرده است، کانکتور استاندارد C13 به حد خود رسیده است. منبع تغذیه با توان بالای 1600 وات اغلب به برق تغییر می کند IEC C19 اتصال دهنده C19 به جای عمودی، مستطیل شکل با پین های افقی است. رتبه بندی شده است 16 آمپر بین المللی و 20 آمپر در آمریکای شمالی این کانکتور یکی از اصلی‌ترین رک‌های سرور سازمانی و دستگاه‌های استخراج ارز دیجیتال است، جایی که مصرف برق مداوم می‌تواند از محدودیت‌های حرارتی ایمن اتصال استاندارد C13 فراتر رود.

راهنمای عملی: گیج سیم و ایمنی

رابط فقط نیمی از داستان را بیان می کند. خود سیم نیمه دیگر آن است. سیستم سیم سنج آمریکایی (AWG) ضخامت هادی های مسی داخل عایق را تعیین می کند. عدد AWG کمتر نشان دهنده سیم ضخیم تر است.

18 AWG: استاندارد برای اکثر مانیتورها و رایانه های شخصی اداری (زیر 600 وات).
16 AWG: برای رایانه های شخصی بازی و ایستگاه های کاری (600 وات - 1000 وات) توصیه می شود. حاشیه ایمنی بهتری را فراهم می کند.
14 AWG: سنگین. برای سرورهای با وات بالا و PSU (1000 وات) با استفاده از کانکتورهای C13 یا C19 ضروری است.

استفاده از یک کابل کم اندازه (به عنوان مثال، یک کابل نازک 18 AWG در یک بخاری 1500 واتی یا PSU) می تواند باعث گرم شدن کابل در لمس شود و در نتیجه باعث اتلاف انرژی و خطر آتش سوزی بالقوه شود. هنگامی که شک دارید، کابل خود را "بیش از حد مشخص کنید" - استفاده از یک کابل ضخیم تر 14 AWG روی یک مانیتور کم مصرف کاملاً ایمن است، در حالی که عکس اینطور نیست.

تغییرات دوشاخه منطقه ای (NEMA در مقابل جهان)

در حالی که سمت دستگاه (IEC) استاندارد شده است، سمت دیوار در سطح جهانی متفاوت است.

NEMA 5-15P (آمریکای شمالی): دوشاخه 3 شاخه زمین شده استاندارد. برای 125 ولت رتبه بندی شده است.
BS 1363 (بریتانیا): یک دوشاخه بزرگ و ذوب شده فیوز داخل دوشاخه (معمولاً 3A، 5A یا 13A) یک ویژگی ایمنی حیاتی است که از خود سیم انعطاف پذیر محافظت می کند، یک نیاز منحصر به فرد در طراحی مدار اصلی حلقه انگلستان.
شوکو (CEE 7/4) (اروپا): مورد استفاده در آلمان و بسیاری از کشورهای اتحادیه اروپا، دارای دو پین گرد و گیره های زمین در کناره.

برای مسافران یا کسانی که تجهیزات را در سطح بین المللی جابجا می کنند، ماهیت مدولار استانداردهای IEC در اینجا می درخشد. شما معمولاً برای منابع تغذیه مدرن رومیزی (که معمولاً با برد کامل 100-240 ولت هستند) به مبدل ولتاژ نیاز ندارید، اما انجام دهید باید کل سیم برق را برای مطابقت با پریز برق محلی تعویض کنید. استفاده از آداپتور مسافرتی برای کامپیوترهای رومیزی با وات بالا به دلیل کیفیت پایین اتصال به زمین در بسیاری از آداپتورهای ارزان قیمت به طور کلی منع می شود.