Un cable eléctrico es un conjunto de uno o más hilos dispuestos uno al lado del otro o agrupados, que se utiliza como conductor eléctrico , es decir, para transportar corriente eléctrica . Uno o más cables eléctricos y sus conectores correspondientes pueden formarse en un conjunto de cables , [1] que no es necesariamente adecuado para conectar dos dispositivos pero puede ser un producto parcial (por ejemplo, para soldarse en una placa de circuito impreso con un conector montado en La vivienda). Los conjuntos de cables también pueden adoptar la forma de un árbol de cables o un mazo de cables , que se utilizan para conectar muchos terminales entre sí.
El significado original de cable en el sentido de cableado eléctrico era para cables telegráficos submarinos que estaban blindados con alambres de hierro o acero. Los primeros intentos de tender cables submarinos sin blindaje fracasaron porque se dañaban con demasiada facilidad. El blindaje en estos primeros días (mediados del siglo XIX) se implementaba en fábricas separadas de las fábricas que fabricaban los núcleos de los cables. Estas empresas eran especialistas en la fabricación de cables metálicos del tipo utilizado para cables náuticos . De ahí que los núcleos blindados terminados también se llamaran cables. Posteriormente, el término se amplió a cualquier haz de conductores eléctricos (o incluso a un solo conductor) encerrado en una funda exterior, esté o no blindada. El término ahora también se aplica a cables de telecomunicaciones con núcleos de fibra óptica dentro de la cubierta exterior en lugar de conductores de cobre.
Los cables eléctricos se utilizan para conectar dos o más dispositivos, permitiendo la transferencia de señales eléctricas o energía de un dispositivo a otro. La comunicación a larga distancia se realiza a través de cables de comunicación submarinos . Los cables de alimentación se utilizan para la transmisión masiva de energía de corriente alterna y continua, especialmente utilizando cables de alto voltaje . Los cables eléctricos se utilizan ampliamente en el cableado de edificios para circuitos de iluminación, potencia y control instalados permanentemente en edificios. Dado que todos los conductores del circuito necesarios se pueden instalar en un cable a la vez, se ahorra mano de obra de instalación en comparación con otros métodos de cableado.
Físicamente, un cable eléctrico es un conjunto formado por uno o más conductores con sus propios aislamientos y pantallas opcionales, revestimiento(s) individual(es), protección del conjunto y revestimiento(s) protector(es). Los cables eléctricos se pueden hacer más flexibles trenzando los cables. En este proceso, se retuercen o trenzan cables individuales más pequeños para producir cables más grandes que son más flexibles que los cables sólidos de tamaño similar. Agrupar cables pequeños antes del trenzado concéntrico añade la mayor flexibilidad. Los alambres de cobre de un cable pueden estar desnudos o pueden estar recubiertos con una capa delgada de otro metal, generalmente estaño , pero a veces oro , plata o algún otro material. El estaño, el oro y la plata son mucho menos propensos a la oxidación que el cobre, lo que puede prolongar la vida útil del cable y facilitar la soldadura . El estañado también se utiliza para proporcionar lubricación entre las hebras. Se utilizó estañado para ayudar a eliminar el aislamiento de caucho. Los tendidos apretados durante el trenzado hacen que el cable sea extensible (CBA, como en los cables de los teléfonos telefónicos). [ Se necesita más explicación ]
En el siglo XIX y principios del XX, los cables eléctricos solían estar aislados con tela, caucho o papel. Hoy en día se utilizan generalmente materiales plásticos, a excepción de los cables de alimentación de alta confiabilidad [ se necesita aclaración ] . El primer termoplástico utilizado fue la gutapercha (un látex natural ), que resultó útil para cables submarinos en el siglo XIX. El primer plástico artificial, y todavía muy común, utilizado para el aislamiento de cables fue el polietileno . Se inventó en 1930, pero no estuvo disponible para uso militar externo hasta después de la Segunda Guerra Mundial, durante la cual se tendió un cable telegráfico a través del Canal de la Mancha para apoyar a las tropas después del Día D. [2]
Los cables se pueden sujetar y organizar de forma segura, por ejemplo mediante el uso de canales, bandejas portacables , bridas o cordones para cables . Los cables flexibles o continuos utilizados en aplicaciones móviles dentro de transportadores de cables se pueden asegurar mediante dispositivos de alivio de tensión o bridas para cables.
A altas frecuencias, la corriente tiende a circular a lo largo de la superficie del conductor. Esto se conoce como efecto piel .
Cualquier conductor que transporta corriente , incluido un cable, irradia un campo electromagnético . Asimismo, cualquier conductor o cable captará energía de cualquier campo electromagnético existente a su alrededor. Estos efectos son a menudo indeseables, y en el primer caso equivalen a una transmisión no deseada de energía que puede afectar negativamente a equipos cercanos u otras partes del mismo equipo; y en el segundo caso, captación no deseada de ruido que puede enmascarar la señal deseada que transporta el cable o, si el cable transporta voltajes de suministro de energía o de control, contaminarlos hasta tal punto que cause un mal funcionamiento del equipo.
La primera solución a estos problemas es mantener cortas las longitudes de los cables en los edificios, ya que la captación y la transmisión son esencialmente proporcionales a la longitud del cable. La segunda solución es alejar los cables de los problemas. Más allá de esto, existen diseños de cables particulares que minimizan la captación y transmisión electromagnética. Tres de las principales técnicas de diseño son el blindaje , la geometría coaxial y la geometría de par trenzado .
El blindaje utiliza el principio eléctrico de la jaula de Faraday . El cable está recubierto en toda su longitud por una lámina o una malla metálica. Todos los cables que pasan dentro de esta capa de blindaje estarán en gran medida desacoplados de los campos eléctricos externos , particularmente si el blindaje está conectado a un punto de voltaje constante, como tierra o tierra . Sin embargo, un simple blindaje de este tipo no es muy eficaz contra campos magnéticos de baja frecuencia , como el "zumbido" magnético de un transformador de potencia cercano . Un blindaje puesto a tierra en cables que funcionan a 2,5 kV o más recoge la corriente de fuga y la corriente capacitiva, protegiendo a las personas de descargas eléctricas y equilibrando la tensión en el aislamiento del cable.
El diseño coaxial ayuda a reducir aún más la transmisión y captación magnética de baja frecuencia. En este diseño, la pantalla de lámina o malla tiene una sección transversal circular y el conductor interior se encuentra exactamente en su centro. Esto hace que los voltajes inducidos por un campo magnético entre el blindaje y el conductor central consten de dos magnitudes casi iguales que se cancelan entre sí.
Un par trenzado tiene dos hilos de un cable trenzados entre sí. Esto se puede demostrar colocando un extremo de un par de cables en un taladro manual y girándolo mientras se mantiene una tensión moderada en la línea. Cuando la señal de interferencia tiene una longitud de onda larga en comparación con el paso del par trenzado, longitudes alternas de cables desarrollan voltajes opuestos, lo que tiende a cancelar el efecto de la interferencia.
El material de la cubierta del cable eléctrico suele estar fabricado de plástico flexible que se quema. El riesgo de incendio de cables agrupados puede ser importante. [3] Los materiales del revestimiento de los cables se pueden formular para evitar la propagación del fuego [4] . Alternativamente, la propagación del fuego entre cables combustibles se puede prevenir mediante la aplicación de revestimientos retardadores de fuego directamente en el exterior del cable, [5] o la amenaza de incendio se puede aislar mediante la instalación de cajas construidas con materiales no combustibles alrededor de la instalación del cable a granel.
CENELEC HD 361 es una norma ratificada publicada por CENELEC, que se relaciona con el tipo de marcado de alambres y cables, cuyo objetivo es armonizar los cables. El Deutsches Institut für Normung (DIN, VDE) ha publicado un estándar similar (DIN VDE 0292).
Los cables híbridos ópticos y eléctricos se pueden utilizar en aplicaciones inalámbricas de fibra a la antena (FTTA) para exteriores. En estos cables, las fibras ópticas transportan información y los conductores eléctricos se utilizan para transmitir energía. Estos cables se pueden colocar en varios entornos para dar servicio a antenas montadas en postes, torres u otras estructuras. Es posible que se apliquen normas de seguridad locales.
