Hay aproximadamente 20 tipos de uso común en todo el mundo, como enchufes y tomas de corriente alterna, y muchos tipos de enchufes obsoletos que todavía se encuentran en edificios más antiguos.
Cuando la electricidad se introdujo por primera vez en las casas en la década de 1880, se utilizaba principalmente para iluminación. Un enfoque común para otros electrodomésticos (como aspiradoras, ventiladores eléctricos, planchas alisadoras y calentadores de tenacillas) era conectarlos a los casquillos de las bombillas mediante enchufes para portalámparas. [1] Sin embargo, en Gran Bretaña, ya en 1885 aparecían en el mercado enchufes y enchufes de pared de dos clavijas reconocibles.
A medida que la electricidad se convirtió en un método común para operar aparatos que ahorran mano de obra, se necesitaba un medio seguro de conexión al sistema eléctrico distinto del uso de un enchufe. Thomas Tayler Smith, de Londres, recibió la patente británica 4162 en 1882 para una "conexión de circuito eléctrico" para "permitir que los conductores eléctricos que transportan la corriente a una o más lámparas, o a lo largo de un cable flexible, se conecten de forma rápida y segura". con la línea o cables principales". Posteriormente, Smith recibió la patente estadounidense 311.616 para el mismo dispositivo en 1885. Según el autor británico John Mellanby [2], se concedieron patentes británicas para enchufes y tomas de corriente a TT Smith en 1883 (n.º 3883) y a WB Sayers & G. Hookham en 1884. , (Nº 16655). Mellanby también escribe que había diseños de dos pines en 1885, uno de los cuales aparece en el catálogo de General Electric Company de 1889.
Gustav Binswanger, un inmigrante alemán que fundó la General Electric Company, obtuvo una patente (GB189516898) en 1895 para un enchufe y una toma de corriente que utilizaba un sistema de contacto concéntrico (coaxial).
Harvey Hubbell inventó varias de las primeras disposiciones de enchufes y tomas de corriente estadounidenses . El 26 de febrero de 1903 presentó dos solicitudes de patente con enchufes de dos clavijas y adaptadores para usar sus enchufes con diseños existentes de portalámparas y receptáculos de pared. El primer diseño de enchufe de Hubbell tenía dos clavijas redondas que se diferenciaban de las que ya se usaban en Europa en que las puntas de las clavijas tenían retenes anulares similares a los de los enchufes actuales para retener positivamente un enchufe en su zócalo. En una patente, la patente estadounidense 774.250 , se utilizaba un enchufe con un casquillo que se atornillaba a un portalámparas (como los primeros enchufes para portalámparas). En la otra patente US 776.326 se utilizaba el mismo tipo de enchufe con varios adaptadores de tres vías que podían conectarse a portalámparas o "a un receptáculo de cualquier tipo ordinario". Las figuras 2 y 4 de esta patente muestran un adaptador enchufado en lo que parece ser un receptáculo "Chapman". [3]
Evidentemente, Hubbell pronto encontró insatisfactorio el diseño de clavija redonda, ya que una patente estadounidense posterior 774,251 presentada el 27 de mayo de 1904 muestra adaptadores de portalámparas similares a los de su primera patente para su uso con enchufes que tienen clavijas planas coplanares (tándem).
El catálogo de Hubbell de 1906 incluye varios adaptadores de tres vías similares a los que se muestran en la patente estadounidense 776.326, pero modificados para su uso con enchufes de clavija plana coplanares. [4] El receptáculo Chapman debe haber sido de uso general en ese momento, ya que era el único tipo de receptáculo sin portalámparas para el que se suministraban adaptadores. El catálogo de 1906 dice sobre el adaptador Chapman: "El dispositivo evita sujetar los cables entre sí como es necesario con el enchufe Chapman ordinario cuando se usa para más de un propósito". Esto sugiere que la invención original de Hubbell fue motivada por su observación del problema que surgió con el uso de este tipo de receptáculo y enchufe. Poco a poco se desarrollaron enchufes de pared para complementar los que se atornillaban a los portalámparas. [5] [6] [7]
En 1912, Hubbell giró sus pasadores en tándem 90 grados para llegar a la configuración de pasadores planos paralelos que todavía se usa ampliamente en la actualidad (NEMA 1-15).
Una característica común a todos los diseños patentados de Hubbell es la provisión de retenes para retener un enchufe en su enchufe. Esta habría sido una característica deseable en la época anterior a que los enchufes de pared se generalizaran y, para muchos consumidores, la única fuente de electricidad era un enchufe.
A pesar de las objeciones de Hubbell, otros fabricantes adoptaron el patrón de Hubbell (omitiendo los retenes de Hubbell ya que no afectaban la intercambiabilidad) y en 1915 el uso de la configuración de Hubbell estaba generalizado. En 1919, Hubbell intentó sin éxito obtener una orden judicial para impedir que otros fabricantes fabricaran receptáculos y enchufes con las dimensiones utilizadas por Hubbell.
El informe de los procedimientos judiciales [8] incluye una revisión exhaustiva del desarrollo del arte en Estados Unidos antes de 1919, basado en las pruebas presentadas ante el Tribunal. Los tapones separables estuvieron disponibles durante más de una década antes del diseño de Hubbell en 1904.
El primero presentado ante el tribunal fue el "Weston" ( patente estadounidense 480.900 expedida el 16 de agosto de 1892, para la cual Hubbell había obtenido una licencia), seguido de otro tipo (no identificado) en 1897. Enchufes per se con clavijas planas paralelas, como el diseño "Fort Wayne" era de uso común en 1886, y los receptáculos de descarga, como el diseño "Bryant Electrical Company", en 1902. Hubbell había introducido su propia configuración de clavijas planas paralelas en 1912. En 1915 había... de De 15 a 20 tipos diferentes de palas y de 15 a 30 tipos diferentes de receptáculos. La línea de cada uno no era intercambiable con las líneas competidoras. ... . La existencia de configuraciones de clavijas tanto en "tándem" como en paralelo había llevado a la introducción en 1914 de algunos receptáculos que tenían ambas configuraciones de ranuras y otros que tenían ranuras en "T". [8]
En 1915, Hubbell había vendido alrededor de 13 millones de receptáculos y bases/tapas de enchufe con ranuras/pasadores en tándem, y alrededor de 1,25 millones con ranuras/pasadores paralelos, la mayoría de los cuales todavía estaban en uso activo, lo que significa que las configuraciones de Hubbell eran, con mucho, las más ampliamente utilizado. [ cita necesaria ]
Siguiendo el ejemplo de los fabricantes de lámparas en la estandarización de las bases de las lámparas, se organizó una conferencia de fabricantes de enchufes y receptáculos, incluido Hubbell [ ¿cuándo? ] con vistas a acordar una configuración estándar. Era una época de gran expansión en el uso de aparatos eléctricos como ventiladores, calentadores y cocinas, así como de dispositivos portátiles como rizadores de pelo y planchas, y el público quería intercambiabilidad. Se prefirió la configuración de pasadores paralelos de Hubbell, pero Hubbell se rebeló contra la estandarización y se negó a aceptar, afirmando que tenía derechos de derecho consuetudinario en las dimensiones de su línea. Los otros miembros de la conferencia siguieron adelante a pesar de todo y acordaron estandarizar la configuración y las dimensiones de los pasadores planos paralelos de Hubbell. La acción judicial de Hubbell sólo sirvió para confirmar la legalidad de sus actividades, para gran beneficio del público estadounidense. [ cita necesaria ]
El enchufe de consumo conectado a tierra tiene varios defensores de su invención.
En Gran Bretaña, un libro de 1911 [9] que trata sobre los productos eléctricos de AP Lundberg & Sons de Londres describe el enchufe con conexión a tierra "Tripin" disponible en modelos de 2,5 amperios y 5 amperios. La configuración de pines del "Tripin" parece prácticamente idéntica a la de los enchufes BS 546 modernos . En su libro de 1914 Cocina eléctrica, calefacción, limpieza, etc. [10] Maud Lucas Lancaster menciona un enchufe y una toma de corriente blindados con conexión a tierra de la firma inglesa Reyrolle and Co.
La primera solicitud de patente estadounidense para un enchufe con conexión a tierra parece ser del 11 de enero de 1915 por George P. Knapp, en nombre de la empresa Harvey Hubbell. La patente estadounidense 1.179.728 cubre el uso de un pasador de conexión a tierra que se extiende más allá de los otros dos contactos para garantizar que se conecte primero. El diseño de Knapp quedó obsoleto en los EE. UU. antes de las designaciones NEMA modernas, pero todavía se utiliza en otros países, incluidos China, Argentina y Australia. La configuración de la toma de corriente no era utilizable con los enchufes de dos contactos no puestos a tierra existentes. Otros enchufes con conexión a tierra que se utilizan ampliamente en los EE. UU. hoy en día funcionan con enchufes sin conexión a tierra. A veces se afirma (por ejemplo, en Illumin [11] ) que la versión estadounidense moderna del enchufe con conexión a tierra fue inventada por Philip F. Labre, a quien se le concedió una patente estadounidense 1.672.067 para un enchufe y toma con conexión a tierra en 1928. Sin embargo, el diseño de Labre No se parece más a la versión moderna que el diseño anterior de Knapp.
Se cree que el enchufe alemán del sistema Schuko data de 1925 y se atribuye a Albert Büttner. [12] A medida que se hizo evidente la necesidad de instalaciones más seguras, en la mayoría de los países industrializados se hicieron obligatorios los sistemas de tres contactos conectados a tierra.
Durante los primeros 50 años de uso comercial de la energía eléctrica, las normas se desarrollaron rápidamente basándose en la creciente experiencia. Factores técnicos, de seguridad y económicos influyeron en el desarrollo de todos los dispositivos de cableado y se inventaron numerosas variedades. Después de que se introdujo el enchufe eléctrico de dos clavijas en la década de 1920, se desarrolló el tomacorriente de tres clavijas. Este formato se introdujo para mitigar el efecto de un evento de cortocircuito, ya que el suministro se neutralizaría con tierra. [13] Gradualmente, el deseo de comerciar eliminó algunas normas que se habían utilizado sólo en unos pocos países. Las antiguas colonias pueden conservar los estándares del país colonizador. A veces, las plantas industriales extraterritoriales o las bases militares en el extranjero utilizan las prácticas de cableado de su país controlador en lugar de las de la región circundante. Algunos países utilizan múltiples voltajes, frecuencias y diseños de enchufes, lo que puede crear inconvenientes y riesgos para la seguridad. Los hoteles y aeropuertos pueden mantener enchufes de estándares extranjeros para comodidad de los viajeros. En 2018, había 15 tipos de enchufes y tomas de corriente en todo el mundo. [13]
Las normas de facto se formalizaron como normas oficiales nacionales e internacionales. Se cree que el más antiguo es el estándar británico 73, enchufes y tomas de pared (cinco amperios de dos clavijas sin conexión a tierra), que se publicó por primera vez en 1915. La Comisión Electrotécnica Internacional estableció en 1934 el comité técnico TC 23 para accesorios eléctricos. Sólo se celebraron dos reuniones antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial. [14] En Europa continental, desde 1951 la Comisión Internacional de Normas para la Aprobación de Equipos Eléctricos (CEE) ha publicado una norma (CEE 7 Especificación para enchufes y tomas de corriente para fines domésticos y similares [15] ) que describe los enchufes y enchufes utilizados. En 1953, la CEE publicó el Informe Técnico 83 (más tarde 60083), que era una lista de enchufes y tomas de corriente en uso en ese momento. En Norteamérica, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) publica normas para enchufes y tomas de corriente.
La norma internacional IEC 60884-1 define los requisitos generales para enchufes y tomas de corriente destinados a uso doméstico y similares, IEC 60884-1 no define tipos específicos de enchufes y tomas de corriente, que son objeto de normas nacionales en cada país. IEC 60884-1, párrafo 9.2, estipula que "no será posible, dentro de un sistema determinado, conectar un enchufe a una toma de corriente que tenga una tensión nominal más alta o una corriente nominal más baja". IEC 60884-1, párrafo 6.1, define las tensiones nominales preferidas para enchufes y tomas de corriente monofásicos como 130 V o 250 V. El prólogo de IEC 60884-1 establece: para promover la uniformidad internacional, los comités nacionales de IEC se comprometen a aplicar las publicaciones de IEC de forma transparente a la mayor medida posible en sus publicaciones nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre cualquier Publicación IEC y la publicación nacional o regional correspondiente deberá indicarse claramente en esta última. [dieciséis]
La consolidación de estándares facilita el comercio y los viajes internacionales. Por ejemplo, el enchufe CEE 7/7 se ha adoptado en varios países europeos y es compatible con enchufes CEE 7/3 y CEE 7/5, mientras que el Europlug CEE 7/16 sin conexión a tierra y sin polarización es compatible con aún más enchufes europeos y otros. tipos de enchufes. En respuesta a una sugerencia de que la Comisión Europea introduzca un sistema común en toda la Unión Europea , el programa de Adecuación y Rendimiento Regulatorio (REFIT) de la Comisión emitió un informe en 2017. El informe encontró que "la armonización de los sistemas de enchufes y tomas de corriente en Europa, al introducir cambios en las legislaciones nacionales sobre cableado (tendría) importantes períodos de transición (más de 75 años)", y que se estimaba el coste de "reemplazar las antiguas tomas de corriente (y los correspondientes enchufes de los aparatos en uso)" 100.000 millones de euros, "generando un enorme impacto medioambiental, produciendo unas 700.000 toneladas de residuos eléctricos". [17] El informe no recomienda armonizar los sistemas de enchufes y bases de enchufe en Europa.
IEC 60906-1 se publicó originalmente en 1986 como un estándar común para enchufes y tomas de corriente en países que utilizan 230 V y que podría ser aceptado por muchos países como su estándar nacional, ahora o en un futuro cercano . [18] En Brasil se utiliza una versión modificada, pero IEC 60906-1 solo se adoptó en Sudáfrica (en 1993), convirtiéndose en la "configuración preferida para nuevas instalaciones" en 2013. Una declaración publicada por la Oficina de Normas de Sudáfrica en 2016 dijo que la implementación de la nueva norma sería gradual y que la implementación de una nueva norma podría llevar "[hasta] 50 años". [19]
IEC 60906-2 se basa en los sistemas de enchufes y tomas NEMA 5-15 y NEMA 5-20 y se publicó originalmente en 1992. El objetivo de esta parte de IEC 60906 es proporcionar una norma para un conector IEC 125 seguro, compacto y práctico. V sistema de enchufes y tomas de corriente que muchos países podrían aceptar como norma nacional, ahora o en un futuro próximo. Por lo tanto, se recomienda que cualquier país que necesite un sistema nuevo o de reemplazo para el rango de voltaje nominal de 100 V a 130 V CA adopte esta norma como su única norma nacional. [20]
Algunos edificios industriales más antiguos en España usaban enchufes que tomaban un enchufe clasificado para corriente más alta y tenían dos contactos planos y una clavija de tierra redonda, algo similar en diseño a los que se encuentran en los enchufes americanos pero de mayor tamaño. Los dos contactos planos están más separados que en un enchufe americano. Nunca se vendió ningún electrodoméstico con estos enchufes.
La línea y el neutro miden 9 por 2 mm (0,354 por 0,079 pulgadas) y están separados por 30 mm (1,181 pulgadas). Los tres pasadores tienen 19 mm (0,748 pulgadas) de largo y el pasador de tierra es un cilindro de 4,8 mm (0,189 pulgadas) de diámetro.
Harvey Hubbell inventó uno de los primeros enchufes y tomas de corriente estadounidenses y los patentó en 1904. El primer diseño de Hubbell fue un enchufe que se atornillaba a un portalámparas (como los primeros enchufes de portalámparas), pero con un enchufe separable con clavijas ( patente estadounidense 774,250 ) o cuchillas. (Patente estadounidense 774251). El catálogo de Hubbell de 1906 [4] muestra el enchufe de hoja con un zócalo de montaje empotrado para uso en pared o piso. Otros fabricantes adoptaron el patrón de Hubbell y en 1915 ya estaban muy extendidos. [5] [7]
En 1915 se presentó una patente para el obsoleto enchufe y toma de corriente estadounidenses en "estrella" bajo la patente estadounidense 1.179.728 . [21] Es anterior a los enchufes y enchufes NEMA. Los enchufes y tomas de corriente utilizados en países como Argentina, Australia y China se basan en este tipo y son físicamente compatibles.
Muchos enchufes norteamericanos más antiguos tienen dos clasificaciones de corriente y voltaje diferentes, más comúnmente 10 A 250 V/15 A 125 V. Esto tiene que ver con una peculiaridad del Código Eléctrico Nacional de 1923 a la década de 1950. Originalmente, los enchufes tenían una potencia nominal de 10 A 250 V, porque el NEC limitaba los circuitos de iluminación a 10 A. En 1923, el código cambió para permitir que los circuitos de iluminación tuvieran fusibles a 15 A, pero la regla anterior de 10 A todavía se aplicaba a los circuitos de más de 125 V. V. [22] Los voltajes más altos rara vez se usaban para iluminación y electrodomésticos. La mayoría de los enchufes con esta clasificación son del tipo "ranura en T".
Otro enchufe obsoleto, fabricado por Bryant, de 125 V 15 A y 250 V 10 A. Un enchufe NEMA 5‐20 125 V 20 A o 6‐20 250 V 20 A al que le falta una clavija de tierra encajaría en este enchufe, pero un enchufe NEMA 2‐20 es un poco demasiado grande para caber.
Las ranuras superiores se conectan a tornillos de cableado de color plateado en el lado superior y las ranuras inferiores se conectan a tornillos de cableado de color latón en el lado inferior.
En Australia, se utilizan enchufes de configuración T iguales o similares para enchufes de alimentación de CC , como en sistemas de energía independientes (SAPS), en barcos y en vehículos policiales. La polaridad es inconsistente.
En la antigua Unión Soviética, este enchufe se utilizaba y sigue utilizándose habitualmente para cableado en lugares donde se reduce el voltaje por motivos de seguridad, como escuelas, estaciones de servicio o zonas húmedas, y tiene una potencia nominal de 42 V a 10 A CA. Una conexión tan inusual está destinada específicamente a imposibilitar la conexión de equipos estándar de mayor voltaje.
El enchufe paralelo y en tándem acepta enchufes paralelos normales NEMA 1‐15 y también enchufes tándem NEMA 2‐15. Ambos pares de tomas se alimentan internamente del mismo suministro.
Una versión más reciente y bastante común de este tipo es el casquillo con ranura en T, en el que las ubicaciones del tándem y las ranuras paralelas se combinaron para crear ranuras en forma de T. Esta versión también acepta enchufes NEMA 1‐15 paralelos normales y también enchufes NEMA 2‐15 en tándem. Por cierto, un enchufe NEMA 5‐20, NEMA 6-15 o NEMA 6‐20 al que le falta una clavija de tierra encajaría en este enchufe. Este tipo de receptáculo no ha estado disponible al por menor desde la década de 1960, pero aún está disponible del fabricante Leviton (modelo 5000-I) solo para reemplazo, no para instalaciones nuevas y no está "listado por UL". [23]
Harvey Hubbell había patentado el enchufe de cuchilla paralela en 1913 y patentó una versión polarizada en 1916. También patentó el tomacorriente simple con ranura en T en 1915 y un tomacorriente con ranura en T dúplex en 1916, ambos destinados a tomar su tándem anterior de 1904 y su nuevo. Diseño de enchufe paralelo. (Único: patente estadounidense 1.146.938 ; dúplex: patente estadounidense 1.210.176 ). Antes de la década de 1930, cuando el enchufe de clavija paralela de Hubbell recibió su clasificación oficial de 125 V (y se convirtió en el estándar de enchufe eléctrico de servicio general de los Estados Unidos), todos sus conectores eléctricos se usaban indistintamente en 120 V o 240 V. El tándem de dos cuchillas El enchufe de configuración recibió su clasificación oficial de 250 V en la década de 1950, pero su uso ha sido "prohibido" desde la década de 1960 debido a su falta de tierra o neutro. [ cita necesaria ]
Nota: Consulte la sección NEMA 1-15 sin conexión a tierra (Tipo A) de esta página para conocer los números de referencia de las patentes de las hojas paralelas.
Estos adaptadores están obsoletos porque no están polarizados; Las versiones polarizadas de estos tipos todavía están disponibles en los EE. UU.
Antes de la década de 1970, en Gran Bretaña se utilizaban habitualmente varios tipos de enchufes y tomas de corriente patentados, junto con tipos que cumplían con las normas nacionales.
Llamado "Tripoliki" (τριπολική, que significa "tres polos"), el estándar tenía 3 pasadores redondos, similar a los tipos SI 32 israelíes posteriores a 1989 y TIS 166-2549 tailandés. [24] El Tripoliki fue prácticamente abandonado en la década de 1980, pero todavía se puede encontrar en casas sin renovar construidas antes de 1980. Antes de la adopción a gran escala de los enchufes Schuko, esta era la única forma de utilizar un aparato con conexión a tierra en Grecia. Puede aceptar enchufes europeos y también (pero sin posibilidad de conexión a tierra) de tipo francés y alemán.
