En el sector eléctrico y mecánico y en la fabricación, a cada mitad de un par de conectores o sujetadores acoplados se le asigna convencionalmente la designación macho o hembra . [1] El conector hembra es generalmente un receptáculo que recibe y sostiene el conector macho. A veces se utiliza terminología alternativa como enchufe y toma o conector , particularmente para conectores eléctricos . [2]
La asignación es una analogía directa con los genitales masculinos y femeninos, designándose masculina la parte que lleva una o más protuberancias o que encaja dentro de la otra , en contraste con la parte que contiene las hendiduras correspondientes, o que encaja fuera de la otra, designada femenina . La extensión de la analogía da como resultado que el verbo emparejar se utilice para describir el proceso de conectar dos partes correspondientes.
En algunos casos (en particular, los conectores de alimentación eléctrica), el género de los conectores se selecciona de acuerdo con reglas rígidas, para imponer una sensación de direccionalidad unidireccional (por ejemplo, un flujo de energía de un dispositivo a otro). Esta distinción de género se implementa para mejorar la seguridad o garantizar la funcionalidad adecuada al evitar que se establezcan configuraciones inseguras o no funcionales.
En términos de teoría matemática de grafos , una red de distribución de energía eléctrica formada por enchufes y tomas de corriente es un árbol dirigido , con las flechas de direccionalidad correspondientes a la transferencia de energía eléctrica de hembra a macho a través de cada conexión acoplada. Este es un ejemplo en el que los conectores macho y hembra se han diseñado y asignado deliberadamente para imponer físicamente una topología de red segura.
En otros contextos, como en plomería, el flujo unidireccional no se aplica mediante la asignación de género del conector. Los flujos a través de las redes de tuberías pueden ser bidireccionales, como en las redes subterráneas de distribución de agua que tienen redundancia diseñada . En situaciones de plomería donde se desea un flujo unidireccional , se implementa a través de otros medios (por ejemplo, espacios de aire o válvulas de retención unidireccionales ), y no mediante esquemas de género masculino-femenino.
Si la superficie surcada es convexa, se llama Tornillo Macho ; si es cóncavo, una Mujer ; y donde se debe generar movimiento, lo masculino y lo femenino siempre están unidos. [5]
En diseño mecánico, el componente "macho" prototípico es un perno roscado, [6] pero un poste de alineación, un saliente de montaje o un conector de lengüeta de chapa también pueden considerarse macho. De la misma manera, se considera hembra una tuerca roscada, un orificio de alineación, un hueco de montaje o un conector de ranura de chapa.
Si bien algunos diseños mecánicos son configuraciones personalizadas "únicas" que no están destinadas a repetirse, existe toda una industria de sujetadores dedicada a la fabricación de componentes semipersonalizados o producidos en masa. Para evitar confusiones innecesarias, se han definido y acordado definiciones convencionales de género de sujetadores.
Aunque este aspecto no se destaca en su literatura promocional, varios juguetes de construcción comunes incorporan interconexiones mecánicas de género (y en algunos casos, sin género). Esto no debería sorprender, ya que estos juguetes presentan la flexibilidad y versatilidad de formas casi infinitas que puede permitir una arquitectura de interconexión modular. Los matemáticos han comenzado a clasificar conjuntos de construcción conocidos utilizando la teoría de grupos para estudiar las posibilidades combinatorias de las estructuras que se pueden construir. [7]
Por ejemplo, los bloques de plástico LEGO canónicos tienen hendiduras "femeninas" en la superficie inferior y protuberancias o protuberancias "masculinas" en las superficies superiores. Meccano y Erector tienen muchas conexiones de género, comenzando con los sujetadores de tuercas y tornillos que usan con frecuencia.
Los ladrillos Stickle , que utilizan protuberancias de plástico entrelazadas, carecen de género. Los registros de Lincoln utilizan una forma muy simple de conexiones sin género. Los tablones Kapla o KEVA son sistemas sin género extremadamente simples interconectados únicamente por gravedad.
En los accesorios de plomería, la "M" o la "F" generalmente aparecen al principio y no al final de la designación abreviada. Por ejemplo:
Un tramo corto de tubería que tiene una rosca MIP en ambos extremos a veces se denomina niple . Un accesorio de tubería corto que tiene una rosca FIP en ambos extremos a veces se denomina acoplamiento .
Las conexiones hermafroditas, que pueden incluir elementos macho y hembra en una sola unidad, se utilizan para algunos accesorios de tubería especializados, como los conectores de mangueras contra incendios Storz . Una imagen de tales accesorios aparece en § Sin género (hermafrodita), a continuación. Los accesorios intercambiables para mangueras de jardín fabricados por GEKA también son hermafroditas y dependen de una junta de goma para realizar la conexión final.
Los bajantes (también llamados bajantes, conductores de lluvia o líderes) se utilizan para conducir el agua de lluvia desde los canalones del techo hasta el suelo a través de tuberías o tubos huecos. Estos tubos suelen venir en secciones, unidas insertando el extremo macho (a menudo engarzado con una herramienta especial para reducir ligeramente su tamaño) en el extremo hembra de la siguiente sección. Por lo general, estas conexiones no están selladas ni calafateadas, sino que dependen de la gravedad para mover el agua de lluvia desde el extremo macho hacia la conexión hembra receptora ubicada directamente debajo.
Los conductos de chapa metálica para transportar aire en sistemas HVAC suelen utilizar conexiones de género. Normalmente, el flujo de aire a través de una conexión de conductos es de macho a hembra. Sin embargo, dado que el flujo unidireccional se implementa mediante ventiladores o sopladores de aire forzado, en algunos sistemas se pueden ver con frecuencia conexiones de género "hacia atrás", ya que todas las conexiones generalmente están selladas con masilla o cinta selladora de conductos para evitar fugas de todos modos. La convención de flujo generalmente se cumple de manera general para simplificar el diseño y reducir la cantidad de accesorios de cambio de género necesarios, pero se hacen excepciones cuando sea conveniente.
Aunque el género de las tuberías y accesorios de plomería suele ser obvio, esto puede no ser cierto en el caso de los conectores eléctricos debido a sus construcciones más complejas y variables. En cambio, el género del conector está convencionalizado y, por lo tanto, puede resultar algo oscuro para los no iniciados. Por ejemplo, el cuerpo del conector hembra D-subminiatura sobresale hacia afuera desde el plano de montaje del chasis, y esta protuberancia podría interpretarse erróneamente como macho. En cambio, la "masculinidad" de los conectores D-subminiatura se define por la presencia específica de pines macho , en lugar de por la protuberancia del conector (esto también es cierto para muchos otros conectores basados en pines como XLR ). La distinción macho/hembra es más obvia con los conectores de terminal de engarce de anillo que se colocan alrededor de un poste roscado, pero nuevamente, con los conectores de terminal de engarce de anillo dividido o de pala, el extremo por sí solo no es obviamente hembra.
Puede generar mayor confusión el término " conector ", que se utiliza tanto para conectores hembra como macho y generalmente se refiere al lado fijo (panel) de un par de conectores. IEEE STD 100, IEEE-315-1975 e IEEE 200-1975 (reemplazado por ASME Y14.44-2008 ) definen " enchufe " y " conector " por ubicación o movilidad, en lugar de género. [8] [9] [10]
Un conector en una ubicación fija es un "conector" y un conector móvil es un "enchufe". [8] [10] La distinción es relativa, por lo que una radio portátil se considera estacionaria en comparación con el cable de los auriculares; la radio tiene un conector y el cable de los auriculares tiene un enchufe. Cuando la relación es igual, como cuando se conectan dos cables flexibles (una conexión "en línea"), cada uno se considera un enchufe. Los conectores utilizan el prefijo designador de referencia J y los enchufes utilizan el prefijo designador de referencia P. [8] [10]
Es una práctica común utilizar conectores hembra para jacks, por lo que el uso informal basado en el género a menudo coincide con la descripción funcional de las normas técnicas. Sin embargo, este no es siempre el caso; Las excepciones que se ven con frecuencia incluyen la entrada de alimentación de CA de una computadora y el puerto serie EIA232 DE9, o los conectores de alimentación coaxiales macho para conectar adaptadores de alimentación externos a equipos portátiles.
En resumen, se considera una buena práctica utilizar "macho" y "hembra" para el género del conector , y "enchufe" y "conector" para la función o movilidad del conector . [ cita necesaria ]
En el Reino Unido, muchos países de la Commonwealth y algunos países que no son de habla inglesa, [ ¿dónde? ] la palabra "conector" puede referirse al enchufe en el extremo de un cable extraíble. Estos conectores se denominaron originalmente "conectores", o enchufes destinados a acoplarse con receptáculos fijos o enchufes (que los norteamericanos llamarían "conectores"), pero la segunda palabra se eliminó. [ cita necesaria ] Este uso variante está en contradicción directa con el uso común y los estándares oficiales en América del Norte.
Por ejemplo, en el Reino Unido, el conector al final de un cable de auriculares se conoce como "jack", y se conecta a una toma de la unidad principal. El mismo uso también ocurre generalmente en Italia, donde la palabra inglesa "jack" se usa comúnmente para indicar el conector en el extremo de un cable de auriculares. [ cita necesaria ]
En Rumania, los conectores hembra se conocen como mamă ("madre") y los conectores macho son tată ("padre"). [ cita necesaria ]
Las letras estándar "M" y "F" se utilizan comúnmente en los números de pieza para designar el género del conector. Por ejemplo, en los conectores de micrófono o hidrófono Switchcraft XLR , los números de pieza se indican de la siguiente manera:
Los términos enchufe , clavija y clavija también se usan a menudo para conectores "machos", y receptáculo , enchufe y ranura se usan para conectores "hembra". En muchos casos estos términos son más comunes que masculino y femenino , especialmente en documentación destinada a personas no especializadas. Estos términos casi sinónimos pueden causar bastante confusión cuando las designaciones se acortan en las etiquetas.
Por ejemplo, un conector subminiatura D hembra de alta densidad con una carcasa de tamaño 1 puede denominarse DE15F o DE15S (consulte las imágenes adjuntas). Ambos términos significan lo mismo pero podrían interpretarse como elementos completamente diferentes. De manera similar, un D-sub masculino de densidad estándar con una carcasa de tamaño 1 puede denominarse DE9M o DE9P; un D-sub hembra de densidad estándar con una carcasa de tamaño 2 puede denominarse DA15F o DA15S; un D-sub macho de alta densidad con una carcasa de tamaño 3 puede denominarse DB44M o DB44P; Etcétera.
Los diseñadores electrónicos suelen seleccionar conectores jack hembra para montaje fijo en los equipos electrónicos que diseñan. Esto generalmente se hace porque los conectores hembra son más resistentes a daños o contaminación, en virtud de sus contactos eléctricos ocultos o empotrados. Un conector de la placa base dañado puede provocar el desguace de un costoso equipo electrónico. El riesgo de daños se reduce relegando los contactos macho más expuestos a cables de conexión, que pueden repararse o reemplazarse a un costo menor.
Por ejemplo, en un puerto serie RS-232 , el conector macho es mecánicamente más frágil que el conector hembra. [11] Las consideraciones de costo y confiabilidad probablemente impulsaron la decisión de diseño de usar conectores jack hembra en muchos terminales de computadora (y algunas computadoras personales) para el puerto serie, a pesar de violar directamente la convención de género del conector especificada explícitamente en el estándar RS-232. para conexiones "DTE" ( equipo terminal de datos ). Esta confusa inversión de la convención de género del conector RS-232 ha causado muchas horas de frustración para los usuarios finales mal informados, mientras intentaban solucionar problemas de conexiones de equipos de puerto serie no funcionales. [ cita necesaria ]
En conexiones eléctricas donde el voltaje o la corriente son suficientes para causar lesiones , la parte conectada permanentemente a la fuente de alimentación es invariablemente hembra, con contactos ocultos, para evitar el contacto involuntario de conductores activos por personas o animales, o por elementos conductores que puedan causar un cortocircuito. circuito . Un enchufe macho, con contactos sobresalientes completamente expuestos, está instalado en el cable (o directamente sobre) el dispositivo que recibe la energía. Los dispositivos que deben ser resistentes contra daños mecánicos pueden usar un conector macho especial IEC 60320 C14 (consulte la galería arriba), que está empotrado debajo de la superficie de un panel de montaje, lo que proporciona la protección física deseada y al mismo tiempo cumple con las normas de seguridad.
En el caso de la alimentación de CA a nivel de consumidor, el género del conector se utiliza para imponer implícitamente el uso seguro de los conectores de alimentación. Debido a esta consideración, es ilegal según el código eléctrico fabricar o utilizar cualquier cambiador de género para conectar la línea de alimentación de CA a equipos de consumo.
Un conector macho de doble extremo para energía eléctrica suministrada por la red eléctrica es extremadamente peligroso y, a veces, se le llama cable suicida o cable viudo . [12] Algunas ferreterías se niegan explícitamente a fabricarlas o venderlas cuando se lo solicitan los clientes que han colgado por error una cadena de luces navideñas al revés y desean conectar el extremo del enchufe a un enchufe de pared, [13] o que tienen la intención de conectar un generador o inversor al circuito eléctrico de su hogar en caso de un corte de energía eléctrica. [12] Las clavijas expuestas en el extremo vivo del cable presentan graves riesgos de descarga eléctrica e incendio, y cuando se usan incorrectamente en una configuración de generador pueden causar que el equipo se queme cuando se restablece la energía eléctrica. [12] También puede retroalimentar energía a la red, dañando potencialmente los equipos de servicios públicos o incluso electrocutando a los linieros que intentan restaurar la energía.
De manera similar, una conexión expuesta en un cable de puente para una batería de automóvil de 12 V puede ser peligrosa debido a la corriente y energía potencialmente altas involucradas. Un cortocircuito accidental del cable a tierra del vehículo puede provocar chispas, un calentamiento rápido o incluso una explosión de la batería.
En el uso de bajo voltaje , como en las comunicaciones de datos , el riesgo de descarga eléctrica no es un problema y se utilizan conectores macho o hembra en función de otros factores de ingeniería, como la conveniencia de uso, el costo o la facilidad de fabricación. Por ejemplo, los "cables de conexión" comunes utilizados para Ethernet (y cables similares utilizados para teléfonos ) suelen tener enchufes modulares macho en ambos extremos, para conectarse a tomas de equipos o montarse en paredes.
Un ejemplo de una compensación de diseño en la selección del conector de alimentación es un conector de alimentación coaxial , que generalmente se configura de manera que la energía se alimente desde el enchufe hembra al conector macho (que generalmente es parte del dispositivo electrónico que acepta la energía). Aunque el enchufe es hembra, con un contacto central parcialmente empotrado, todavía es posible que un contacto casual y accidental con un objeto metálico produzca un cortocircuito en la fuente de alimentación. Dependiendo del diseño del adaptador de corriente, puede reaccionar ante un cortocircuito apagándose temporalmente o, en su lugar, quemando un fusible de seguridad interno .
En este ejemplo, el diseñador del equipo consideró aceptable la confiabilidad marginal de la elección del conector, ya que el adaptador de corriente suministra un voltaje bajo que no representa un riesgo de descarga eléctrica. El posible riesgo de incendio debido a un cortocircuito accidental se soluciona mediante el fusible de seguridad interno, aunque esto requiere que se reemplace por completo un adaptador de corriente defectuoso. En un diseño diferente, si el adaptador de corriente estuviera destinado a suministrar un voltaje suficiente para causar una descarga eléctrica, el contacto central semiexpuesto del enchufe hembra se consideraría inaceptablemente peligroso y requeriría una elección diferente de conector de alimentación.
Algunos conectores eléctricos son hermafroditas porque incluyen elementos masculinos y femeninos en una sola unidad destinada a interconectarse libremente, sin importar el género. Consulte la discusión sobre conectores sin género en este artículo para obtener información más detallada.
Como complicación adicional, ciertos diseños de conectores electrónicos pueden incorporar combinaciones de clavijas macho y hembra en un único cuerpo de conector, para acoplarse con un conector complementario con clavijas de sexos opuestos en posiciones correspondientes. En estos casos inusuales, el género suele definirse por la forma del cuerpo del conector, en lugar de por las clavijas y enchufes del conector de género mixto . Estos tipos de conectores no son estrictamente hermafroditas, ya que los conectores acoplados no son libremente intercambiables. Un término informal que se ha utilizado para estos conectores es "bisexual", además de la terminología más oficial, género mixto . Así, por ejemplo, se puede tener un enchufe hembra de género mixto que se conecte a un conector macho de género mixto (aunque una asignación de género invertida de los conectores sería una opción de diseño más típica en este ejemplo).
Las clavijas del conector macho suelen estar protegidas por una carcasa (también llamada cubierta , marco o escudo ), que puede envolver todo el conector hembra cuando se acopla. Los conectores RF suelen tener varias capas de carcasas entrelazadas para conectar correctamente los blindajes del cable coaxial y triaxial . En tales casos, el género se asigna basándose en el punto de conexión más interno . Con la excepción de BNC o TNC de polaridad inversa, donde la cubierta exterior determina el género y los puntos de conexión más internos son opuestos a un conector estándar, por ejemplo, un conector RP-TNC hembra tiene una clavija interna sólida.
Otra situación ambigua surge con los conectores utilizados para las conexiones de bus de datos serie USB , FireWire (IEEE-1394), HDMI y Thunderbolt . Un examen minucioso de estos conectores revela que las "clavijas" de contacto no son en realidad clavijas, sino superficies conductoras que se deslizan entre sí cuando se acoplan. Por lo tanto, la nomenclatura tradicional de clavijas y casquillos no es aplicable. En cambio, la mayoría de los usuarios de hardware informático recurren a referirse al blindaje metálico envolvente del conector como si fuera una clavija del conector . Según esta convención, los conectores de los cables de bus serie son "enchufes macho" y los conectores correspondientes en los equipos son "conectores hembra".
Una mirada casual a un conector USB "Tipo A" puede dar la falsa impresión de que es hermafrodita. Sin embargo, un intento físico de acoplar dos cables USB "Tipo A" entre sí revela el hecho de que los conectores no se interconectarán. Según la teoría matemática de grafos , los buses USB son árboles dirigidos , mientras que los buses FireWire tienen una verdadera topología de red de bus . Esta diferencia se refleja en los conectores de bus utilizados, ya que los cables USB son asimétricos (un extremo Tipo A, otro extremo Tipo B) mientras que los cables FireWire pueden tener conectores idénticos en ambos extremos. Los cables USB-C más recientes también pueden tener conectores idénticos en ambos extremos (en cuyo caso los extremos lógicos A y B se negocian entre los dispositivos conectados en lugar de estar indicados directamente por los enchufes).
Un ejemplo de un conector donde los propios contactos son hermafroditas es el ELCO Varicon, en el que los contactos están bifurcados en pozos empotrados en forma de cruz y se acoplan entre sí axialmente en una rotación de 90 grados. En este ejemplo, las clavijas tienen los contactos orientados transversalmente y las tomas están dispuestas longitudinalmente.
Por definición, un conector hermafrodita incluye superficies de acoplamiento que tienen aspectos masculinos y femeninos simultáneos, involucrando partes idénticas pareadas complementarias, cada una de las cuales contiene protuberancias y muescas. Estas superficies de contacto se montan en accesorios idénticos que pueden acoplarse libremente con cualquier otro, sin importar el género (siempre que el tamaño y el tipo ya coincidan). Los nombres alternativos incluyen hermafrodita , andrógino , sin género , sin sexo , combinación (o combo ), dos en uno , bidireccional y otros términos descriptivos. Varios de estos últimos nombres alternativos tienen un significado ambiguo y no deben usarse a menos que se definan cuidadosamente en contexto. Los verdaderos conectores hermafroditas no deben confundirse con los conectores mixtos , que se describen en otra parte de este artículo.
Otro tipo estrechamente relacionado es el conector apilable para electrónica, que normalmente tiene clavijas macho en una superficie y enchufes hembra complementarios en la superficie opuesta, lo que permite apilar múltiples unidades como cajas de leche de plástico . Ejemplos de esto incluyen conectores tipo banana apilables y cables de interconexión especificados para el bus de instrumentación IEEE-488 . Los conectores de bus intermedio apilables se utilizan en algunas placas modulares de accesorios de microcomputadoras para sistemas como las placas secundarias complementarias de Arduino llamadas "escudos". Los módulos de PC integrados PC/104 más antiguos utilizan un formato apilable similar para la interconexión. Los conectores apilables no se clasifican como hermafroditas en el sentido más estricto, pero a menudo se describen como tales en un uso más amplio.
El diseño hermafrodita es útil cuando se deben conectar arbitrariamente múltiples componentes complejos o largos en varias combinaciones. Por ejemplo, si las mangueras tienen accesorios hermafroditas, se pueden conectar sin tener que tirar de una manguera larga e invertirla porque tiene el género incorrecto para conectarla a otra manguera. Algunos cables de fibra óptica militares también tienen conectores hermafroditas para evitar problemas de conectores de "género equivocado" en implementaciones de campo. De manera similar, los vagones suelen estar equipados con mecanismos hermafroditas de acoplamiento ferroviario que permiten conectar cualquiera de los extremos del vehículo a un tren sin tener que girar el vagón primero. Por la misma razón, varios mecanismos de acoplamiento de naves espaciales están diseñados para ser "andróginos", incluido el sistema andrógino de conexión periférica , el sistema de acoplamiento de la NASA y el mecanismo de acoplamiento chino .
En ausencia de conectores sin género, se podrían utilizar accesorios de cambio de género para permitir ciertas conexiones. El diseñador de un sistema de conexión puede utilizar uno o ambos esquemas para permitir una conectividad arbitraria, o incluso combinar ambos esquemas en un solo sistema.
Cuando se requiere una sensación forzada de unidireccionalidad o "flujo unidireccional" por razones de seguridad u otras razones (por ejemplo, conexiones de alimentación eléctrica de CA), se implementa una asignación estricta de géneros de conectores para evitar configuraciones no deseadas y se prohíben los cambiadores de género.
Algunos ejemplos comúnmente vistos de conectores hermafroditas incluyen el conector SAE para alimentación de 12 V CC , conectores de manguera de aire de martillo neumático y la serie Anderson Powerpole de conectores de alimentación modulares de alta corriente. El conector IBM Token Ring , ahora obsoleto, fue otro ejemplo muy extendido. La General Radio Corporation desarrolló un conector de radiofrecuencia coaxial hermafrodita, a menudo llamado " conector GR ".
Algunos cables de audio multinúcleo están equipados con conectores hermafroditas multipin de desconexión rápida para facilitar su uso en el campo. Un estilo de este cable de señal de audio está equipado en ambos extremos con conectores, cada uno de los cuales está poblado por la mitad con clavijas y la otra mitad con enchufes. La ventaja para el usuario es que no importa qué extremo se conecta al escenario y cuál al mezclador de audio , lo que facilita una configuración más rápida. [14] Otro estilo de conector utiliza pasadores híbridos macho/hembra con una ranura receptora instalada en el centro de cada pasador de dos púas y se basa en una rotación de 90 grados de los ejes de los pasadores para acoplarse. Las propias carcasas de los conectores tienen sexos macho y hembra. [15]
Los dispositivos utilizados para unir dos conectores del mismo género tienen una amplia variedad de términos, que incluyen, por ejemplo: " cambiador de género ", "mender de género", "doblador de género" y "mezclador de género". [16] Se puede hacer referencia a un cambiador de género específico por el género de sus conectores o por el género al que está diseñado para conectarse, lo que resulta en una terminología completamente ambigua. Por lo tanto, un "cambiador de género masculino" podría tener conectores hembra para acoplar dos extremos macho, o conectores macho para acoplar dos extremos hembra.
Además de este potencial de confusión, algunos cambiadores de género también combinan funciones adicionales, como pines cruzados . Los cables activos pueden incorporar sistemas integrados para protocolos de comunicaciones o cambios de nivel lógico , lo que técnicamente los convierte en " adaptadores ", pero esta distinción a veces se descuida en los materiales de marketing o en el uso común.
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