Alambre
Un cable eléctrico es el componente electrotécnico utilizado para transportar electricidad con el fin de transmitir energía o información . Está hecho de un material conductor , de una o varias hebras, a menudo rodeado por una envoltura aislante (plástico, teflón, etc.) El interior del cable eléctrico se denomina "núcleo" del cable.
Alambre o cable
Algunas personas confunden las palabras "hilo" y "cable", o piensan que son sinónimos, mientras que los hilos eléctricos suelen agruparse en un cable eléctrico con colores estandarizados (según la función), para reconocer el papel de cada y rodeado por una funda aislante. Estos cables eléctricos pueden transmitir señales o datos ( analógicos o digitales ) además o en lugar de la transmisión de energía eléctrica .
Este concepto de cable se puede extender al cable submarino que puede integrar cualquier cosa que no sean cables (cable eléctrico, tubos de refrigeración, fibra óptica , señalización , etc. ).
Materiales usados
Los materiales utilizados tienen características interesantes en cuanto a la resistencia eléctrica , el peso , la mecánica de mantenimiento , el costo .
Cobre
Excelente conductividad, metal maleable.
Alambre cilíndrico El cobre es el metal más utilizado para fabricar alambres y cables eléctricos porque tiene una excelente conductividad eléctrica . Se utiliza tanto en alambre de sección cilíndrica monocatenaria (rígido) , como en sección siempre cilíndrica pero multifilar o (flexible) . Para hacerlo más flexible, se utiliza como aleación con otros metales . El cable de cobre está protegido:- por una película de barniz, cuando se utilice para la fabricación de bobinados , transformadores , electroimanes ;
- por una capa de plástico de color, en la mayoría de los demás casos. Estas protecciones proporcionan aislamiento sin obstaculizar la conformación de los llamados cables “rígidos”;
- En el pasado se utilizaba una trenza de algodón , caucho natural y en ocasiones papel para el aislamiento de los hilos, estas técnicas han desaparecido por razones de seguridad y costo.
Aluminio
Propiedades del aluminio: buena conductividad, metal ligero, moderadamente maleable.
El aluminio se utiliza a menudo en la transmisión de electricidad de alta potencia cuando la sección del cable y su longitud elimina el cobre, debido a su mayor masa específica. Se utiliza casi exclusivamente en núcleos de múltiples hebras, debido a las secciones en juego y su relativa rigidez. Su relativa facilidad para romperse durante la torsión y la manipulación lo hace indeseable en un entorno doméstico.
Se utiliza en lugar del cobre tan pronto como la restricción de peso se vuelve importante: aeronáutica , conquista del espacio, etc.
Se utilizó localmente, en entornos domésticos, después de la guerra debido a la escasez de cobre.
Acero
Propiedades del acero: conductividad media, alta resistencia al estiramiento, pesado y poco maleable.
El acero se utiliza, en general, como soporte para cables de aluminio o cobre en cables que describen grandes luces, con el fin de proporcionar una resistencia a la tracción que el aluminio o el cobre no podrían soportar sin un alargamiento y rotura excesivos, especialmente en caso de calentamiento significativo.
Más concretamente, el acero también se utiliza para el transporte de energía en el entorno ferroviario . Una polaridad se lleva a cabo a través de la línea aérea de contacto, la otra polaridad usa los rieles de acero del cojinete como soporte . En el caso particular del metro , la polaridad positiva a menudo se distribuye a través de una línea de contacto con el suelo también de acero.
Dinero
Propiedades de la plata: excelente conductividad, metal precioso .
La plata se utiliza para disminuir la resistencia de los contactos, en sistemas de conexión y sistemas de conmutación como contactos de relé. Sin embargo, requiere un sistema de limpieza, generalmente automático, para evitar que la oxidación de la superficie comprometa su buena conductividad eléctrica.
Se utiliza en ciertos alambres, aleados con cobre para asegurar una buena flexibilidad al alambre.
También se puede mezclar con oro, lo que le da una mayor flexibilidad al tiempo que reduce el precio del alambre de oro. Esto se utiliza en robótica, por ejemplo, para realizar conexiones de muy alta precisión.
Oro
Propiedades del oro: excelente conductividad, inoxidable, metal precioso.
El oro se utiliza con moderación, en una capa muy fina depositada por electrólisis (un flash ), en sistemas eléctricos y, mucho más, en electrónica, tanto para evitar la oxidación de los contactos, entre otros del backplane como también de las pistas del circuito impreso .
Como la plata, puede hacer muy buenas uniones entre conductores independientes, pero con la ventaja de no oxidar y proteger el metal del conductor (cobre, plata, etc. ) de cualquier oxidación, en electrónica digital los contactos entre las distintas tarjetas y extraíbles. los componentes se doran sistemáticamente con oro o una aleación con un alto contenido de oro.
Aislantes
A continuación, una lista no exhaustiva de aisladores eléctricos:
- polietileno (PE);
- polietilen-clorosulfonado (Hypalon);
- caucho de silicona ;
- etileno-propileno (EPR), ampliamente utilizado para cables de baja y media tensión en entornos hostiles;
- polietileno químicamente reticulado (PRC);
- polietileno reticulado (PER, XLPE);
- policloropreno ;
- cloruro de polivinilo (PVC);
- aislamiento mineral;
- aislamiento SH (sin halógenos) reticulado;
- vaina SH (libre de halógenos) reticulada;
- revestimiento SH (sin halógenos) reticulado para cable flexible;
- vaina termoplástica SH;
- Aislamiento termoplástico SH.
Aleaciones
Almelec"Almelec" es una aleación de aluminio , magnesio y silicio que se utiliza principalmente para la construcción de redes eléctricas aéreas. Su resistividad (32,5 × 10 −9 Ω m ) es aproximadamente el doble que la del cobre , pero sus características mecánicas le permiten soportar las limitaciones ambientales ( viento , heladas , nieve , variaciones de temperatura ).
Constantan“Constantan” es una aleación de cobre y níquel cuya resistividad es casi independiente de la temperatura. Se utiliza para lograr ciertos sensores de temperatura y sensores de corriente llamados derivaciones eléctricas .
Superconductividad
Aleación de cuprato-bismutoLas aleaciones a base de cuprato tienen la característica de volverse superconductoras a temperaturas relativamente altas (-170 a -200 ° C ), lo que las hace interesantes para las transmisiones de energía eléctrica al enfriarse con helio o nitrógeno líquido.
Aplicaciones
El cable eléctrico es un componente todavía muy utilizado en la mayoría de las aplicaciones en los campos de la electricidad, la electrónica y la ingeniería eléctrica. En particular, es el componente principal de ciertos prototipos de placas electrónicas ( tecnología de envoltura ). La denominación de cables e hilos eléctricos cumple con varios estándares según el país y su uso.
Para la transmisión de datos, tiende a enfrentarse a la competencia de tecnologías “inalámbricas”: telecomunicaciones ( telefonía ), redes informáticas ( red inalámbrica ) y, posiblemente, transmisión inalámbrica de energía eléctrica a distancias muy cortas.
Secciones estandarizadas
En Francia, las secciones estandarizadas para cables de cobre utilizados en corriente de baja tensión (230 V ) son:
- 0,6 o 0,9 mm 2 (cables rígidos aislados entre sí en un cable con o sin blindaje): cable de conexión desde un conector de teléfono o computadora a un enchufe de pared, tipo RJ11 o RJ45;
- 0,75 o 1 mm 2 (cable flexible): cable de conexión de un dispositivo eléctrico a una toma de corriente, de una luminaria a una caja de conexiones;
- 1,5 mm 2 : menos de 16 A ; suministro de energía desde un enchufe en una red de ocho enchufes o menos, suministro de energía a un circuito de iluminación con ocho lámparas o menos, suministro de energía a una ventilación mecánica controlada doméstica, suministro de energía a un circuito de calefacción eléctrica con menos potencia a 3500 W ;
- 2,5 mm 2 : menos de 20 A ; alimentar un circuito con doce o menos enchufes eléctricos, alimentar un circuito de calefacción eléctrica con una potencia inferior a 4500 W ; toma de corriente especializada (lavavajillas, lavadora, horno);
- 6 mm 2 : menos de 32 A ; suministro de un horno eléctrico o placas de cocción;
- 10 mm 2 : conexión de un cuadro de protección y distribución al contador para potencia doméstica moderada (abono 15/45 A );
- 16 mm 2 : ídem para poder doméstico alta (36/60 A de suscripción );
- 25 mm 2 :
- alambre aislado: ídem para la energía interna muy alta (60/90 Una suscripción ),
- cable desnudo: conexión del terminal de tierra del cuadro a la estaca o al bucle de cobre (él mismo en cable desnudo de 25 mm 2 ) enterrado.
| Disyuntor monofásico (corriente nominal) | Sección de cobre | ||
| 10 mm 2 | 16 mm 2 | 25 mm 2 | |
| 45 A | 22 m | 36 metros | 56 metros |
| 60 A | - | 27 metros | 42 metros |
| 90 A | - | - | 28 m |
Los cables son todos rígidos, con la excepción de los cables que conectan los dispositivos a los tomacorrientes de la pared, los cables que alimentan las luces y los cables de baja corriente (sonda de temperatura). A excepción del cable que conecta el terminal de tierra del cuadro a la tierra enterrada, todos los cables deben estar aislados. Los cables que alimentan los circuitos también deben estar enfundados:
- se utilizan cables “multipolares” preenvainados;
- los cables individuales se pasan a través de una funda flexible ( ICTA , aislamiento flexible ondulado transversalmente elástico) o rígida (IRL, aislamiento rígido liso);
- o, en el caso de una instalación "superficial" (instalación expuesta), los cables individuales se pasan por debajo de un conducto aislante.
Estimar la longitud de un cable en un carrete o carrete
La longitud del cable en un carrete o carrete se puede estimar con la fórmula:
o :
- l es la estimación de la longitud del cable;
- L es el ancho del carrete o bobina;
- d es el diámetro interno del carrete o bobina;
- D es el diámetro exterior del alambre en el carrete o carrete;
- f es el diámetro del alambre.
usar
Transporte de energía
Un alambre, o un cable formado por varios alambres, permite el transporte de energía eléctrica , incluso a largas distancias.
Transmisión de señal
En telecomunicaciones , electrónica , informática o domótica, se utiliza un cable eléctrico para transmitir una señal o información.
Línea de transmisión
La línea de transmisión es una noción teórica muy importante en el campo de las telecomunicaciones, describe la influencia de un conductor eléctrico en la transmisión de señales de alta frecuencia.
Antena de alambre
La antena de radio de cable eléctrico está dedicada a la recepción y transmisión de radio en el espectro de radiofrecuencia para las bandas de alta , media y baja frecuencia .
Notas y referencias
- [PDF] (en) Una breve historia de EPR Dielectric , en el sitio ims.uconn.edu
- Informe n. ° 3477 (19 de diciembre de 2001) - Técnicas experimentales , assemblee-nationale.fr
- ¿Cuál es la sección del cable de alimentación que debe colocarse entre la caja de Enedis en el límite de la propiedad y la casa? , en Promotionlec.com del 16 de octubre de 2017, consultado el 30 de marzo de 2019