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Comprehensive Collection of Formulas for the Cable Industry
#Industry News date:2026-05-12


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Comprehensive Collection of Formulas for Cable Physical Properties

铜线长度计算方法:
L为长度(单位:M),m为质量(单位:KG)
d为单根铜OD(单位:mm),n为绞合的根数
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Method for Calculating the Amount of Insulation Material Required for Conductors:

计算公式:M=(D2-d2n)×0.7854×P  
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外被(护套)材料用量计算方法:
[m外被料质量,d为皮厚(适用于空管及半充实)]
m=[OD2-(OD-2d)2]×0.7854×P


一般电线电缆标准会规定外被最小平均厚度(Min Average Thickness)和任意点最小厚度(Min Thickness at Any Point)

除此规定外,外被厚度的确定还应考虑实际生产能力。(如:UL 2725规定外被最小平均厚度为9Mil(0.23mm)、任意点最小厚度为7 Mil(0.18mm),但实际生产时一般会超过此标准)   ---  1Mil=1Inch/1000=0.0254mm


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押出设备押出量的简单计算方法


[D螺缸內徑, Hm計量部(均化段)溝深mm,N螺桿回轉數rpm,ρ原料比比重(注:實際押出量約為計量值得40%,橡膠粘度較高約為70%)]

Q= 0.9πd[Hm(D-Hm)]*60*N / 106 *ρ(KG/hr) 


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遮蔽率计算方法

[注:所用之長度單位為inch (N每股條數, d每條OD, P目數, C股數 D被編織物之OD)]

编织屏蔽( Braid Shield ):

编织屏蔽可消除各个方向上的干扰, 屏蔽效果高,结构稳定, 外观圆整

屏蔽效果与编织率有关

编织率与编织锭数、每锭股数、编织线直径、编织目数及编织内线径有关

编织率的计算(θ为编织角):   Tgθ=[2* π *(D+2d)*P]/(25.4*C)  F=(N*P*d)/(25.4*Sinθ)  ρ=(2F-F2)*100%

D---编织内线径    d---编织线直径   P---目数   C---锭数   N---每锭股数


编织屏蔽( Braid Shield ):如:编织内线径为1.6mm,编织16/5/0.10,7.99目,求编织率。 

Tgθ=[2 *3.14159*(1.6+2*0.1)*7.99]/(25.4*16) =0.22234547 Sinθ= Tgθ/√ (Tg2θ+1) = 0.2170536,F= (5*7.99*0.1)/(25.4*0.2170536)=0.724629,ρ=(2* 0.724629 – 0.7246292)*100%   =92.41%  (目数为1 Inch(25.4mm)内编织菱形的个数)

编织率计算方法

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缠绕遮蔽率计算方法

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导体绞合外径

OD=× d × 1.155 (n为导体构成的根数,d为导体的OD)


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捻入率计算方式

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[(L:成品展開長度, L0:成品展開前長度)]


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导体电阻

(P為導體導電率,銅P=1.724×105Ω/mm)

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同心度计算方式

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偏心度计算方式

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同轴度计算方式

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绝缘抗张强度

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绝缘延伸率

又名绝缘伸長率: f=[(L-L0)/L0]×100%(L:拉斷後長度,L0為拉斷前長度) 


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发泡度计算方式(如:DGDA3485=0.941 DGDA58600=0.946)

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絞距的理论計算(最大值不能超过以下设计尺寸)

UL絞距計算=絞合外径OD × 20倍

CSA絞距計算=絞合外径OD × 30


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对绞外径

对绞线的等效外径:  D=1.65d或1.71d   (软质用1.65d,硬质用1.71d),sometimes D=1.86d

复对绞线等效外径﹕ D=2.6d  

多对数绞线等效外径﹕ 

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 对绞节距. 

 根据对绞组对数,芯线外径选取. 


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缠绕屏蔽(Spiral Shield)

缠绕铜线条数的计算: N=[(D+d)* π]/d•以上N为屏蔽率为100%时的铜线条数。•屏蔽率ρ=(实际缠绕铜线条数)/N*100%    如:缠绕内线径为2.0mm,缠绕63/0.10,求屏蔽率。   N=[(2.0+0.1)* 3.14159]/0.1  =65  ρ=(63/65)*100%=97%       

D---缠绕内线径        d---缠绕线直径


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绞入系数

芯线绞合的绞入系数为1+(圆周率X绞合外径/绞合节距)的二次方. 

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 D----绞合外径. 

 H----绞合节距.      

在绞线过程中,对于多芯并芯线分层的情况,虽然为束绞,各层芯线绞入系数并不相同.为了保守起见,增大安全系数,并且减化计算,所以在上述绞入系数的计算中D采用芯线绞合的绞合外径(理论上,各层的绞合系数应为节圆直径代入上式计算).

建议计算方式举例


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铝箔重量计算公式:铝箔厚度×1.25×铝箔比重(1.8)×1×铝箔宽度

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织重量计算公式:0.7854*d2*8.89*每锭条数*锭数*系数(1.1)


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缠绕重量计算公式:0.7854* d2*8.89**系数(1.08)


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充实押出外被重量计算公式(芯线绞合后直接过粉充实押出):

KFT/Kg=(D2-d2×N) ×0.7854×W×1.02×1

D:外被外径OD     d:芯线绞合外径或编织完成外径      W:PVC比重


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管状押出外被重量计算公式(加线铝箔或加地线铝箔再加编织):

KFT/Kg=(D2-d2×0.9) ×0.7854×W×1.02×1

D:外被外径OD     d:芯线绞合外径或编织完成外径      W:PVC比重


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绝缘重量计算公式(单芯电子线):

KFT/Kg=(D2-d2×0.85) ×0.7854×W×N×1.02×1

D:绝缘外径OD     d:导体绞合外径   W:PVC比重     N:芯线芯数


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导体重量计算公式: 

KFT/Kg=D2×0.7854×8.89×1.02×N×1

D:铜线线径        8.89:铜线比重        N:铜线条数


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人工成本(C1):

人工成本(元/Km)=(D×K÷V÷T÷60÷F÷S)×(1A)×1000

D:操作员的日薪(元/人日)K:成品中该制程的条数,以LAN Cable为例,芯线制程为8,对绞为4,集合与外被为1; V:制程中机器的线速(M/min;T:一天的工时,以12小时计(hr/日);F:制程中机器的操作率(%S:每人操作台数(台/人)A:间接人工成本(%

原料成本(C2):

原料成本(元/Km)=U×B×1E

U:原料单价(元/KgB:原料用量(Kg/ KmE:制程中原料消耗量(%

水电成本(C3):

水电成本(元/Km)=P×T×R×G÷V÷T÷60÷F

P:制程中机器的用电量(Kw;T:一天的工时,以12小时计(hr/日);R:用电汇率(元/Kw hrG:用电比率(%;V:制程中机器的线速(M/minF:制程中机器的操作率(%

设备仪器折旧成本(C4):

设备仪器折旧成本(元/Km)=Y×12×25)÷(V×24×60×F

设备仪器取得金额(元)Y

设备仪器折旧年数(年);V:制程中机器的线速(M/minF:制程中机器的操作率(%;备注:检验仪器之VF参照外被押出机

包装成本(C5包装成本(元/Km)=K÷L×1000

最终线材成本:线材成本(元/Km)=C1C2C3C4C5


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模具的选配公式

挤管式:

挤管式內模内徑D1=d+E1

外模内徑D2=D1+2f+2R+E2

式中:D1---內模直徑(mm)

D2---外模直徑(mm)

d----半成品生产前外徑(mm)

f----內模嘴壁厚(mm)

R----工艺规定产品塑料厚度(mm)

E1---內模的放大值(mm)

E2---外模的放大值(mm)   说明:放大值E1或E2

(a).绝缘线芯E1=0.5—3mm  模套放大值E2=1—3mm

(b).生产外被电缆E1=2-6(編織線)  2—4(非編織線)mm    E2=2—5mm

挤压式:

內模内徑单线D1=d+E1(0.05—0.1)mm

绞线D1=d+E1(0.4—1.2)mm

外模内徑单线D2=d+2R+(0.05—0.2)mm

绞线D2=d+2R+(0.2—0.5)mm

线芯或缆芯外徑不均时,放大值取上限,在保证质量及工艺要求的前提下,要提高产量,一般外模放大值取上限.


如果只有这么点内容,也不好意思来分享,还有更多继续整理中........


线缆高频特性公式大全

发泡水中電容計算公式 


同轴版本



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復合差分对线材


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[ε为介电系数,D为芯线OD,d为编织导体OD, k为导体系数,d为导体OD(多股为绞合外径)] 

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復合差分对线材阻抗计算方式
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[ε为介电系数,D为芯线OD,d为编织导体OD, k为导体系数,d为导体OD(多股为绞合外径)] 

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电压降:计算公式/(输出电流*导体电阻)*线材长度+接触电阻电压降又称为电压或电位差,表示为U,单位伏特(V),是描述电场力移动电荷做功本领的物理量.

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电阻Resistance單位是Ohm


17.5÷截面积(平方毫米)=每千米电阻值(Ω)

导体电阻 — 导体之电阻与其长度成正比与其截面积成反比

导电率—以20℃时长度为1m、截面积为1mm2之标准软铜线之电阻1/58ohm(0.017241 ohm)为基准,称为100%导电率,电阻愈大,则导电率愈低,两者成反比例.电压与电流是同相的(in-phase).

这里需特别指出:上面的计算公式只适用于确定导体规格标准时截面积的计算,不能用于其它面积计算!

举例请计算导体7/36AWG = 7/0.127mm(36AWG Solid = 0.127 mm)是属于什么规格的.


解:n = 7, d = 0.127*39.37mil, 则
S = 0.7854*n*d2 =7*(0.127*39.37)2 = 174.9993cmil
对照表UL758导体规格标准可知,它属于28AWG的导体
UL 758导体标准里有用mil(密尔)和 cmil(圆密尔)作单位,所以先要懂得它们和国际单位(公制单位)的换算。mil(密尔)是长度单位,cmil(圆密尔)是面积单位。
1inch = 25.4mm= 1000 mil;1mm =39.37mil;
1inch2 = 106 cmil;1mm2 = 39.37cmil = 1550 cmil

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电流:单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流


电流的国际单位:安培,简称“安”,符号 “A”

欧姆定律:电流 = 电压 除以 电阻 I = U/R

如果电压不变的情况下 : 电流的大小决定于电阻,电阻越大,电流越小,电阻越小电流越大.

再直接一点说就是 :电阻也就是线的粗细【导体的AWG数大小】,电线越粗【导体的AWG数越小】电流越大,电线越细【导体的AWG数越大】,电流越大.

因为:线越粗,电流流的越快,阻力越小, 就像水管一个样,水管越细,水流越小 水管越粗,水流的越大,以上通俗的道理.

经验分享:

一般USB线材信号线按照2.0的测试标准设计为28AWG传输为主流,如果测试衰减,最长大约可以通过4米.

讯号线部分选择,如果考虑直流压降在协会要求的125mV条件,28AWG电源线使用长度建议在1米范围,26AWG电源线建议使用长度不超过1.7米,24AWG电源线建议使用长度不超过2.7米,22AWG电源线建议使用长度不超过4.3米,20AWG电源线建议使用长度不超过5米.按照USB2.0标准测试规格参考.

协会推荐以上5种规格导体电源截面积(28,26,24,22,20AWG)

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反射系数:反射系数描述了反射回源端的那部分电压与入射电压的比值.反射的信号量由瞬态阻抗的变化量决定.变化量越大,反射信号量就越大.只要信号遇到瞬态阻抗突变,反射就会发生.这可能是在线末端、或者是互连线拓补结构发生改变的任何地方、比如拐角、过孔、T形结构、接插件和封装处等。反射的作用:吸收入射信号与传输信号之间不匹配的电压和电流,从而使整个系统稳定(交界处的电压和电流连续).即满足

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如果RL 数值越趋近于0 时,表示讯号反射的情况越严重,反之,RL 数值越负(越小)时,表示讯号反射的情况越少;回路损失是指信号在传输线上传输时,其反射回来的信号量的大小.反射越小,RL值越大。完全匹配时为“-∞”,Open / Short 则为“0 ”

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串音(Xtalk,Cross talk)串音主要分为二大类
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电压驻波比为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写是指反射波比入射波叠加结果在线缆上形成驻波,造成射线各点的电压和电流的振幅不同,以Z/2的週期变化,我们定义相邻的波峰点与波谷点的电压振幅之比,称之为电压驻波比“VSWR”,一般我们用NA来量测,驻波比就是一个数值,用来表示天线和电波发射台是否匹配,如果 SWR 的值等于 1, 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射,全部发射出去,这是最理想的情况。如果 SWR 值大于 1, 则表示有一部分电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压,有可能损坏发射台.


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特性阻抗是由d, D,Σr 所決定b. 特性阻抗和長度無關,如果測試的頻率大于1MHz,特性阻抗與頻率幾乎無關.c. 僅減小d, 特性阻抗增加d. 僅減小D, 特性阻抗減小e. 僅減小Σr ,特性阻抗增加.d=中心導體的直徑(m) D=外部導體或覆被的內徑(m)Σr =絕緣材質的介電系數

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