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Un alambre es una barra de metal flexible y redonda .
El alambre se forma comúnmente estirando el metal a través de un orificio en una matriz o placa de estiramiento . Los calibres de alambre vienen en varios tamaños estándar, expresados en términos de número de calibre o área de sección transversal .
Los alambres se utilizan para soportar cargas mecánicas , a menudo en forma de cables metálicos . En señales de electricidad y telecomunicaciones , un "alambre" puede referirse a un cable eléctrico , que puede contener un "núcleo sólido" de un solo alambre o hilos separados en formas trenzadas o trenzadas.
Generalmente de geometría cilíndrica , el cable también se puede fabricar en secciones transversales cuadradas, hexagonales, rectangulares aplanadas u otras, ya sea con fines decorativos o con fines técnicos, como bobinas móviles de alta eficiencia en altavoces . Los resortes helicoidales de borde , como el juguete Slinky , están hechos de alambre aplanado especial. [1]
En la antigüedad , las joyas a menudo contienen grandes cantidades de alambre en forma de cadenas y adornos aplicados que están hechos con precisión y que deben haber sido producidos por algún medio eficiente, si no técnicamente avanzado. En algunos casos, tiras cortadas de láminas de metal se convertían en alambre pasándolas a través de perforaciones en cuentas de piedra. Esto hace que las tiras se doblen sobre sí mismas para formar tubos delgados. Esta técnica de dibujo en tiras se utilizaba en Egipto durante la Segunda Dinastía ( c. 2890 – c. 2686 a. C. [2] ). Desde mediados del segundo milenio a. C., la mayoría de los alambres de oro en joyería se caracterizan por líneas de costura que siguen un camino en espiral a lo largo del alambre. Estas tiras retorcidas se pueden convertir en alambres redondos sólidos enrollándolos entre superficies planas o mediante el método de trefilado en tiras. El método de fabricación de alambre trenzado en tiras fue reemplazado por el estirado en el Viejo Mundo en algún momento entre los siglos VIII y X d.C. [3] Hay alguna evidencia del uso de acercarse más al Este antes de este período. [4]
Los alambres cuadrados y hexagonales posiblemente se fabricaron mediante una técnica de estampado . En este método se golpeaba una varilla de metal entre bloques de metal con ranuras, o entre un punzón con ranuras y un yunque de metal con ranuras . El estampado es de gran antigüedad y posiblemente data de principios del segundo milenio a. C. en Egipto y de las Edades del Bronce y del Hierro en Europa para torques y peroné . Los alambres retorcidos de sección cuadrada son una decoración de filigrana muy común en las primeras joyas etruscas .
Aproximadamente a mediados del segundo milenio a. C., se introdujo una nueva categoría de tubos decorativos que imitaban una línea de gránulos. El verdadero alambre con cuentas, producido deformando mecánicamente un alambre de sección redonda, apareció en el Mediterráneo oriental e Italia en el siglo VII a. C., quizás difundido por los fenicios . El alambre con cuentas continuó utilizándose en joyería hasta los tiempos modernos, aunque cayó en gran medida en desgracia alrededor del siglo X d.C., cuando dos alambres redondos trefilados, retorcidos entre sí para formar lo que se denomina "cuerdas", proporcionaron una alternativa más sencilla de fabricar. . Un precursor del alambre con cuentas pueden ser las tiras y alambres con muescas que aparecieron por primera vez alrededor del año 2000 a. C. en Anatolia .
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El alambre se trefilaba en Inglaterra desde la época medieval. El alambre se utilizaba para fabricar tarjetas de lana y alfileres, productos manufacturados cuya importación fue prohibida por Eduardo IV en 1463. [5] La primera fábrica de alambre en Gran Bretaña fue establecida en Tintern alrededor de 1568 por los fundadores de la Company of Mineral and Battery. Works , que tenía el monopolio sobre esto. [6] Aparte de su segunda fábrica de alambre en la cercana Whitebrook, [7] no hubo otras fábricas de alambre antes de la segunda mitad del siglo XVII. A pesar de la existencia de molinos, el trefilado del alambre hasta tamaños finos siguió realizándose manualmente.
Según una descripción de principios del siglo XX, "[l]o alambre suele tener forma cilíndrica; pero se puede fabricar con cualquier sección deseada variando el contorno de los orificios de la placa de tracción a través de la cual se pasa en el proceso de fabricación. La placa de dibujo o matriz es una pieza de hierro fundido duro o acero duro, o para trabajos finos puede ser un diamante o un rubí . El objetivo de utilizar piedras preciosas es permitir que las matrices se utilicen para un período considerable sin perder su tamaño, lo que produce alambre de diámetro incorrecto. Los troqueles de diamante deben volver a perforarse cuando han perdido su diámetro original del orificio, pero los troqueles de metal se reducen nuevamente a su tamaño martillando el orificio y luego extrayéndolo. corregir el diámetro con un punzón." [8]
El alambre a menudo se reduce al diámetro y las propiedades deseadas mediante un trefilado repetido a través de matrices progresivamente más pequeñas o, tradicionalmente, mediante orificios en placas de trefilado . Después de varias pasadas, el alambre se puede recocer para facilitar un mayor trefilado o, si es un producto terminado, para maximizar la ductilidad y la conductividad .
Los cables eléctricos suelen estar cubiertos con materiales aislantes , como plástico, polímeros similares al caucho o barniz. Hoy en día, el aislamiento y revestimiento de alambres y cables se realiza pasándolos a través de una extrusora. Antiguamente, los materiales utilizados para el aislamiento incluían telas o papeles tratados y diversos productos a base de aceite. Desde mediados de la década de 1960, predominan los plásticos y polímeros que presentan propiedades similares a las del caucho.
Se pueden enrollar dos o más cables concéntricamente, separados por aislamiento, para formar un cable coaxial . El alambre o cable puede protegerse aún más con sustancias como parafina , algún tipo de compuesto conservante, betún, plomo , revestimiento de aluminio o cinta de acero. Las máquinas de trenzado o recubrimiento enrollan el material sobre un alambre que pasa rápidamente. Algunas de las máquinas más pequeñas para cubrir algodón tienen un tambor grande que agarra el alambre y lo mueve a través de engranajes dentados; el alambre pasa por el centro de unos discos montados sobre una cama larga, y cada uno de los discos lleva un número de bobinas que varía de seis a doce o más en diferentes máquinas. En cada bobina se enrolla una cantidad de material de recubrimiento y el extremo se conduce hasta el alambre, que ocupa una posición central con respecto a las bobinas; estos últimos se hacen girar corporalmente a una velocidad adecuada con sus discos, por lo que el algodón se sirve sobre el alambre, enrollándose en forma de espiral para superponerse. Si se necesitan muchos hilos, los discos se duplican, de modo que se pueden transportar hasta sesenta carretes, colocándose el segundo conjunto de hilos sobre el primero. [8]
En el caso de los cables más pesados que se utilizan para la iluminación y la energía eléctrica, así como para los cables submarinos, las máquinas tienen una construcción algo diferente. El alambre todavía se transporta a través de un eje hueco, pero las bobinas o carretes de material de cobertura están colocados con sus husillos en ángulo recto con respecto al eje del alambre y se encuentran en una jaula circular que gira sobre rodillos debajo. Los distintos hilos que salen de los carretes en distintas partes de la circunferencia de la jaula conducen todos a un disco en el extremo del eje hueco. Este disco tiene perforaciones por las que pasa cada uno de los hilos, quedando inmediatamente enrollados sobre el cable, que en este punto se desliza a través de un cojinete. Se utilizan engranajes dentados que tienen ciertas relaciones definidas para hacer que el tambor de bobinado del cable y la jaula de las bobinas giren a velocidades relativas adecuadas que no varían. Las jaulas se multiplican para el varado con muchas cintas o cordones, de modo que una máquina puede tener seis bobinas en una jaula y doce en la otra. [8]
El alambre sólido, también llamado alambre de núcleo sólido o alambre de un solo hilo, consiste en una pieza de alambre de metal. El cable sólido es útil para cablear placas de pruebas. El alambre macizo es más económico de fabricar que el alambre trenzado y se utiliza cuando hay poca necesidad de flexibilidad en el alambre. El alambre sólido también proporciona robustez mecánica; y, debido a que tiene relativamente menos superficie expuesta al ataque de corrosivos, protección contra el medio ambiente.
El cable trenzado se compone de varios cables pequeños agrupados o enrollados entre sí para formar un conductor más grande. El alambre trenzado es más flexible que el alambre macizo con la misma sección transversal total. El alambre trenzado se utiliza cuando se requiere una mayor resistencia a la fatiga del metal . Tales situaciones incluyen conexiones entre placas de circuitos en dispositivos con placas de circuitos impresos múltiples, donde la rigidez del cable sólido produciría demasiada tensión como resultado del movimiento durante el montaje o el mantenimiento; cables de corriente alterna para electrodomésticos; cables para instrumentos musicales; cables de ratón de ordenador; cables de electrodos de soldadura; cables de control que conectan piezas móviles de máquinas; cables para máquinas mineras; cables de arrastre de máquinas; y muchos otros. A altas frecuencias, la corriente viaja cerca de la superficie del cable debido al efecto piel , lo que resulta en una mayor pérdida de potencia en el cable. Podría parecer que el alambre trenzado reduce este efecto, ya que el área de superficie total de los hilos es mayor que el área de superficie del alambre sólido equivalente, pero el alambre trenzado ordinario no reduce el efecto superficial porque todos los hilos están en cortocircuito entre sí y se comportan como un solo conductor. Un cable trenzado tendrá mayor resistencia que un cable sólido del mismo diámetro porque la sección transversal del cable trenzado no es toda de cobre; hay espacios inevitables entre los hilos (este es el problema de empaquetamiento de círculos para círculos dentro de un círculo ). Se dice que un cable trenzado con la misma sección transversal de conductor que un cable sólido tiene el mismo calibre equivalente y siempre tiene un diámetro mayor. Sin embargo, para muchas aplicaciones de alta frecuencia, el efecto de proximidad es más grave que el efecto superficial y, en algunos casos limitados, un cable trenzado simple puede reducir el efecto de proximidad. Para un mejor rendimiento en altas frecuencias, se puede utilizar alambre litz , que tiene los hilos individuales aislados y retorcidos en patrones especiales.
Cuantos más hilos de alambre individuales haya en un haz de alambres, más flexible, resistente a las torceduras, a las roturas y más fuerte se vuelve el alambre. Sin embargo, más hebras aumentan la complejidad y el costo de fabricación. Por razones geométricas , el número más bajo de hebras que se suele ver es 7: uno en el medio, con 6 rodeándolo en estrecho contacto. El siguiente nivel es 19, que es otra capa de 12 hilos encima del 7. Después de eso, el número varía, pero 37 y 49 son comunes, luego en el rango de 70 a 100 (el número ya no es exacto). Por lo general, se encuentran cantidades mayores que esas sólo en cables muy grandes. Para aplicaciones donde el cable se mueve, 19 es el más bajo que se debe usar (7 solo se debe usar en aplicaciones donde el cable se coloca y luego no se mueve), y 49 es mucho mejor. Para aplicaciones con movimientos repetidos constantes, como robots de ensamblaje y cables de auriculares , es obligatorio entre 70 y 100 [ cita requerida ] . Para aplicaciones que necesitan aún más flexibilidad, se utilizan incluso más hilos (los cables de soldadura son el ejemplo habitual, pero también cualquier aplicación que necesite mover alambre en áreas estrechas). Un ejemplo es un cable 2/0 hecho de 5292 hilos de cable de calibre n.° 36 . Las hebras se organizan creando primero un manojo de 7 hebras. Luego, 7 de estos paquetes se juntan en súper paquetes. Finalmente se utilizan 108 súper haces para fabricar el cable final. Cada grupo de cables se enrolla en una hélice de modo que cuando se flexiona el cable, la parte del haz que se estira se mueve alrededor de la hélice hasta una parte que se comprime para permitir que el cable tenga menos tensión.
El alambre prefundido es un alambre trenzado formado por hebras fuertemente estañadas y luego fusionadas. El alambre prefundido tiene muchas de las propiedades del alambre sólido, excepto que es menos probable que se rompa. [9]
Un alambre trenzado consta de varios pequeños hilos de alambre trenzados entre sí. [10] Los cables trenzados no se rompen fácilmente cuando se flexionan. Los cables trenzados suelen ser adecuados como blindaje electromagnético en cables de reducción de ruido.
El alambre tiene muchos usos. Constituye la materia prima de muchos fabricantes importantes , como la industria de telas metálicas , los resortes artificiales, la fabricación de telas metálicas y el hilado de cables metálicos , en los que ocupa un lugar análogo al de una fibra textil . La tela metálica de todos los grados de resistencia y finura de malla se utiliza para maquinaria de tamizado y cribado, para drenar la pulpa de papel, para mosquiteros de ventanas y para muchos otros fines. Se emplean grandes cantidades de alambres de aluminio , cobre , níquel y acero para cables telefónicos y de datos , y como conductores en la transmisión de energía eléctrica y calefacción . No tiene menos demanda para cercas y mucho se consume en la construcción de puentes colgantes , jaulas, etc. En la fabricación de instrumentos musicales de cuerda e instrumentos científicos, el alambre también se utiliza ampliamente. El alambre de acero inoxidable y al carbono para resortes tiene aplicaciones importantes en resortes de ingeniería para piezas/componentes críticos de fabricación industrial o automotriz. Fabricación de alfileres y horquillas ; las industrias de agujas y anzuelos ; fabricación de clavos, clavijas y remaches; y las maquinarias de cardado consumen grandes cantidades de alambre como materia prima. [8]
No todos los metales y aleaciones metálicas poseen las propiedades físicas necesarias para fabricar alambres útiles. Los metales deben, en primer lugar, ser dúctiles y resistentes a la tensión, calidad de la que depende principalmente la utilidad del alambre. Los principales metales adecuados para alambre, que poseen casi igual ductilidad, son el platino , la plata , el hierro , el cobre , el aluminio y el oro ; y sólo a partir de estos y de algunas de sus aleaciones con otros metales, principalmente latón y bronce , se prepara el alambre. [8]
Mediante un tratamiento cuidadoso se puede producir alambre extremadamente fino. Sin embargo, el alambre para usos especiales se fabrica a partir de otros metales (por ejemplo, alambre de tungsteno para filamentos de bombillas y tubos de vacío , debido a su alta temperatura de fusión). Los cables de cobre también están recubiertos con otros metales, como estaño, níquel y plata, para soportar diferentes temperaturas, proporcionar lubricación y facilitar el pelado del aislamiento de caucho del cobre.
Los alambres metálicos se utilizan a menudo para las "cuerdas" que producen sonidos de tonos graves en instrumentos de cuerda , como violines , violonchelos y guitarras , e instrumentos de cuerda de percusión como pianos , dulcimers , dobros y cimbaloms . Para aumentar la masa por unidad de longitud (y así reducir aún más el tono del sonido), el cable principal a veces puede envolverse helicoidalmente con otro hilo de cable más fino. Se dice que estas cuerdas musicales están "sobrehiladas"; el cable agregado puede tener una sección transversal circular ("bobinado redondo") o aplanado antes de enrollarlo ("bobinado plano").
Ejemplos incluyen:
La definición del diccionario de cable en Wikcionario