Conector elèctric

Conector elèctric

Archiu:Manta DVD-012Emperor Recorder - rear connectors from outside 2.JPG

Panel posterior del «Manta DVD-012 Emperor Recorder», mostrant diversos conectors elèctrics.

Un conector elèctric és un dispositiu per a unir circuits elèctrics. La conexió pot ser temporal, com per a equips portàtils, pot exigir una ferramenta per a montage i desmontage o pot ser una unió permanent entre dos cables o aparats. Hi ha centenars de tipos de conectors elèctrics.

Estan composts generalment d'un enchufe i una base.

Característiques generals

Els conectors elèctrics es caracterisen per: pastillaje i construcció física, tamany, resistència de contacte, aïllament entre els pines, robustea i resistència a la vibració, resistència a l'entrada d'aigua o uns atres contaminants, resistència a la pressió, fiabilitat, temps de vida (número de conexions/desconexions ans que falle), i facilitat de conexió i desconexió.

Poden estar fets per a impedir que es conecten de manera incorrecta, conectant els pines equivocats a on van uns atres, i tindre mecanismes de bloqueig per a assegurar que estan completament conectats i no puguen soltar-se o eixir-se.

Alguns conectors estan dissenyats de tal manera que certs pines facen contacte abans que uns atres hagen segut insertats, evitant aixina el seu trencament durant la desconexió; d'esta manera es protegixen els circuits que solen tindre conectors d'alimentació, per eixemple, conectant la terra comuna primer, i secuenciando les conexions correctament en aplicacions d'intercanvi en calent.

Per lo general, és convenient un conector que siga fàcil d'identificar visualment i de ensamblar, que només requerixca de ferramentes senzilles, i siga econòmic. En alguns casos el fabricant d'equips pot optar per un conector específic degut a que no és compatible en atres conectors, lo que permet el control de lo que pot ser conectat. Cap conector té totes les propietats ideals; la proliferació de la variada gama de conectors és un reflex dels diferents requisits.

Construcció física

Els conectors es caracterisen per la seua distribució de patilles, método de conexió, materials, tamany, resistència de contacte, aïllament, durabilitat mecànica, protecció contra l'estrés, temps de vida (número de cicles) i facilitat d'us.

Normalment és desijable que un conector siga fàcil d'identificar visualment, ràpit de montar, barat i que només requerixca ferramentes senzilles. En alguns casos, un fabricant d'equips pot elegir un conector específicament perque no és compatible en els de atres fonts, lo que permet controlar lo que es pot conectar. Cap conector té totes les propietats ideals per a cada aplicació; la proliferació de tipos és el resultat dels requisits diversos pero específics dels fabricants.

Materials

Els conectors elèctrics es componen essencialment de dos classes de materials: conductors i aïllants. Les propietats importants dels materials conductors són la resistència al contacte, la conductivitat, la resistència mecànica, la conformabilidad i la resiliencia. Els aïllants deuen tindre una resistència elèctrica elevada, soportar altes temperatures i ser fàcils de fabricar per a un ajust precís.

Els electrodos dels conectors solen ser d'aleacions de coure, per la seua bona conductivitat i maleabilidad. Atres alternatives són latón, bronze fosforoso i coure de berili. El metal de l'electrodo base sol estar recobert en un atre metal inerte, com or, níquel o estany. L'us d'un material de recobriment en bona conductivitat, robustea mecànica i resistència a la corrosió ajuda a reduir l'influència de les capes d'òxit pasivante i els adsorbatos superficials, que llimiten les zones de contacte entre metals i contribuïxen a la resistència de contacte. Per eixemple, les aleacions de coure tenen propietats mecàniques favorables per als electrodos, pero són difícils de soldar i propenses a la corrosió. Per lo tant, les clavilles de coure solen recobrir-se d'or per a paliar estos inconvenients, especialment per a senyals analògiques i aplicacions d'alta fiabilitat.

Els soports de contacte que mantenen unides les parts d'un conector solen ser de plàstic, per les seues propietats aïllants. Les carcasses o carcasses atrasseres poden ser de plàstic molejat i metal. Els cossos dels conectors per a us a alta temperatura, com termoparellés o associats a grans llànties incandescents, poden ser de material ceràmic cuit.

Modos de falla

La majoria de les falles dels conectors es deuen a conexions intermitents o contactes oberts:

Modo de fallo	Provabilitat relativa %
Circuit obert	61
Mal contacte	23
Curtcircuit	16

Els conectors són components purament passius és dir, no milloren la funció d'un circuitPlantilla:Sndper lo que els conectors deuen afectar lo menys possible a la funció d'un circuit. El montage incorrecte dels conectors (principalment els montats en chassis) pot contribuir significativament al risc de fallo, especialment quan se someten a colps o vibracions extremes. Atres causes de fallo són els conectors en una classificació inadequada per a la corrent i el voltage aplicats, els conectors en una protecció d'entrada inadequada i les carcasses atrasseres roscadas que estan desgastades o danyades.

Les altes temperatures també poden provocar fallos en els conectors, donant lloc a una "remugada" de fallos. La temperatura ambiente aumenta, lo que provoca una disminució de la resistència de l'aïllament i un aument de la resistència del conductor; este aument genera més calor, i el cicle es repetix.

El fretting (l'anomenada corrosió dinàmica) és un modo de fallo comú en els conectors elèctrics que no han segut dissenyats específicament per a evitar-ho, especialment en aquells que s'acoplen i desacoplan en freqüència. La corrosió superficial és un risc per a moltes peces metàliques dels conectors, i pot fer que els contactes formen una fina capa superficial que aumente la resistència, contribuint aixina a l'acumulació de calor i a les conexions intermitents. No obstant, tornar a colocar o tornar a colocar un conector pot aliviar el problema de la corrosió superficial, ya que cada cicle raspa una capa microscòpica de la superfície del contacte o contactes, deixant al descobert una superfície fresca i sense oxidar.

Conectors circulares

Molts conectors utilisats en aplicacions industrials i d'alta fiabilitat són de secció travessera circular, en una carcassa cilíndrica i geometria d'interfaç de contacte circulares. Açò contrasta en el disseny rectangular d'alguns conectors, per eixemple USB o conectors blade. Se solen utilisar per a facilitar l'acoplament i desacoplament, el sagellat ambiental hermètic i el rendiment mecànic resistent. S'utilisen àmpliament en els sectors militar, aeroespacial, de maquinària industrial i ferroviari, a on solen especificar-se MIL-DTL-5015 i MIL-DTL-38999. Campos com ingenieria de sò i radiocomunicació també utilisen conectors circulares, com XLR i BNC. Els enchufes de corrent alterna també solen ser circulares, per eixemple, els enchufes Schuko i IEC 60309.

NMEA 2000 cablejat en conectors M12

El conector M12, especificat en IEC 61076-2-101, és un parell conector/receptor elèctric circular en rolls d'acoplament de 12 mm de diàmetro exterior, utilisat en NMEA 2000, DeviceNet, IO-Link, alguns tipos d'Ethernet Industrial, etc.

Una desventaja del disseny circular és el seu us ineficiente de l'espai del panel quan s'utilisa en matrius, en comparació als conectors rectangulars.

Els conectors circulares utilisen comunament closques atrasseres, que proporcionen protecció física i electromagnètica, mentres que a voltes també proporcionen un método per a bloquejar el conector en un receptàcul. En alguns casos, esta carcassa posterior proporciona un sagellat hermètic, o algun grau de protecció contra l'estrés, per mig de l'us d'alfardó, junta tórica, o encapsulado.

Conectors híbrits

Els conectors híbrits permeten mesclar varis tipos de conectors, normalment per mig d'una carcassa en insertos. Estes carcasses també poden permetre la mescla d'interfaços elèctrics i no elèctriques, sent eixemples d'estes últimes els conectors neumàtics de llínea i els conectors de fibra òptica. Ya que els conectors híbrits són de naturalea modular, tendixen a simplificar el montage, la reparació i les modificacions futures. També permeten la creació de conjunts de cables composts que poden reduir el temps d'instalació dels equips en reduir el número de conjunts de cables i conectors individuals.

Característiques mecàniques

Seqüència de pates

Alguns conectors estan dissenyats de tal forma que certes pates fan contacte abans que unes atres quan s'inserten, i es trenquen primer en desconectar-se. Açò s'utilisa a sovint en conectors de potència per a protegir l'equip, per eixemple, conectant primer terra de seguritat. També s'ampra per a senyals digitals, com a método per a secuenciar correctament les conexions en intercanvi en funcionament.

Muescas o clavilla d'orientació

Molts conectors estan enchavetados en algun component mecànic (a voltes cridat chavetero), que impedix l'acoplament en una orientació incorrecta. Açò es pot utilisar per a evitar danys mecànics als conectors, de ser atollat en l'àngul incorrecte o en el conector equivocat, o per a evitar conexions elèctriques incompatibles o perilloses, com enchufar un cable d'àudio en una pren de corrent. El control d'orientació també evita que els conectors simètrics es conecten en l'orientació incorrecta o polaridad. La codificació és especialment important en situacions en les que hi ha molts conectors similars, com en l'electrònica de senyal. Per eixemple, els conectors XLRs tenen una muesca per a assegurar una orientació correcta, mentres que els conectors Mini-DIN tenen un eixint de plàstic que encaixa en un orifici corresponent de la pren (també tenen una falda metàlica en muescas per a proporcionar una codificació secundària).

Mecanismes de bloqueig

Algunes carcasses de conectors estan dissenyades en mecanismes de bloqueig per a evitar desconexions involuntàries o un mal sagellat ambiental. Els dissenys de mecanismes de bloqueig inclouen palanques de bloqueig de varis tipos, tornells, carcasses entornellades, push-pull connector, i sistemes de palanca o bayonet. Alguns conectors, especialment els que tenen un gran número de contactes, requerixen grans forces per a conectar-se i desconectar-se. Les palanques i tornells de bloqueig i les carcasses atornillables per a este tipo de conectors solen servir tant per a retindre el conector quan està conectat com per a proporcionar la força necessària per a la conexió i desconexió. Depenent dels requisits de l'aplicació, les carcasses en mecanismes de bloqueig poden sometre's a proves baix diverses simulacions ambientals que inclouen chocs físics i vibracions, salpicaduras d'aigua, pols, etc. per a garantisar l'integritat de la conexió elèctrica i les juntes de la carcassa.

Carcasses atrasseres

Les carcasses atrasseres són un accessori comú per a conectors industrials i d'alta fiabilitat, especialment Conectors circulares. Les carcasses atrasseres solen protegir el conector i/o el cable de les tensions ambientals o mecàniques, o ho protegixen de les interferències electromagnètiques. Existixen molts tipos de backshells per a diferents propòsits, incloent varis tamanys, formes, materials i nivells de protecció. Les carcasses atrasseres solen bloquejar-se en el cable en una abrazadera o una bota molejada, i poden estar roscadas per a la seua fixació a un receptàcul d'acoplament.

En un conector en contactes hiperboloide, cada contacte femella té varis fils llongitudinals equidistants retortillats en forma hiperbòlica. Estos fils són molt resistents a la tensió, pero seguixen sent alguna cosa elàstics, per lo que funcionen essencialment com a molls llineals. En insertar la clavilla macho, els arams axials de la mitat del zócalo es desvien, enrollándose al voltant de la clavilla per a proporcionar una série de punts de contacte. Els fils interns que formen l'estructura hiperboloide solen ancorar-se en cada extrem doblant la punta en un recalat o muesca de la carcassa.

Encara que els contactes hiperboloide poden ser l'única opció per a realisar una conexió fiable en algunes circumstàncies, tenen la desventaja d'ocupar un major volum en un conector, lo que pot causar problemes per als conectors d'alta densitat. També són significativament més cars que els contactes de clavilla i enchufe tradicionals, lo que ha llimitat la seua acceptació des de la seua invenció en la década de 1920 per Wilhelm Harold Frederick. En la década de 1950, Francois Bonhomme va popularisar els contactes hiperboloide en el seu conector "Hypertac", que més vesprada va ser adquirit per Smiths Group. Durant les décades següents, els conectors varen guanyar popularitat de forma constant, i encara s'utilisen per a aplicacions mèdiques, industrials, militars, aeroespacials i ferroviàries (especialment trens en Europa).

Pines pogo

Conectors tipo pines pogo

Els conectors Pogo pin o en resort s'utilisen habitualment en productes de consum i industrials, a on la resistència mecànica i la facilitat d'us són prioritàries. El conector consta d'un barril, un moll i un émbolo. Es troben en aplicacions com el conector MagSafe a on es desija una desconexió ràpida per seguritat. Degut a que es basen en la pressió del resort, no en la fricció, poden ser més duradors i menys amoladors que el disseny tradicional de passador i enchufe, lo que du al seu us en prova de circuits.

Conectors de moll corona

Típic conector de moll corona i el seu pren femella.

Els conectors de moll en corona s'utilisen habitualment per a fluix de corrent més elevats i aplicacions industrials. Tenen un elevat número de punts de contacte, lo que proporciona una conexió eléctricamente més fiable que els conectors mascle i femella tradicionals.

Eixemples de conectors elèctrics

Artícul principal → .

• Conector BNC (Bayonet Neill-Concelman)
• Conector de RF (Radiofrecuencia)
• Conector de torsió
• Conector D-sub (D-subminiatura)
• Conector DIN i Conector mini-DIN (Deutsches Institut für Normung, Institut Alemà de Normalisació)
• Conector dock
• Conector F, utilisat per a conectar Low Noise Block (LNB) i receptor en televisió per satèlit, i també el mòdem en la TV per videocable, entre atres usos.
• Conector IDC (Insulation-Displacement Connector)
• Conector IEC (International Electrotechnical Commission, Comissió Electrotécnica Internacional)
• Conector Molex
• Conector N (“Neill, Paul”)
• Conector RCA (Radi Corporation of America) o Cinch
• Conector Banana, també conegut com "4mm" o "2mm".
• Conector RJ (Registered Jack, “clavilla registrada” o “enchufe registrat”)
• Conector USB (Universal Serial Bus, Bus Universal en Série)
• Enchufe
• Euroconector
• Jack
• Lightning (conector)
• SMA (conector) (Sub-Miniatura versió A)

• SNS A/V Multiout
• S-Video (Separated-Video)
• XLR-3 (eXternal Live Return, “Tornada Externa Activa”, de 3 clavilles).

• 
  Conector BNC.
• 
  Conector BNC en T.
• 
  Conector DIN/PS1 de 5 pines per a teclat de PC.
• 
  Conector F macho.
• 
  Conector Molex femella.
• 
  Conector Molex macho.
• 
  Conector N macho.
• 
  Conector RP-SMA macho.
• 
  Conectors RCA, per a video compost (groc) i sò estereofònic (blanc i roig).
• 
  Conector S-Video.
• 
  Euroconector/SCART
• 
  Conectors Registered Jack (RJ) (d'esquerra a dreta): RJ-45; RJ-25 o RJ-12; RJ-11 o RJ-14; RJ-22 (RJ-10 o RJ-9).
• 
  Conectors Jack, d'esquerra a dreta: mona de 2,5 mm; mona i estéreo de 3,5 mm; estéreo de 6,3 mm.
• 
  Conector SMA.
• 
  Conectors XLR-3 aéreus, de tipo femella (esquerra) i de tipo mascle (dreta).
• 
  Conectors en la part posterior d'una computadora 2018.
• 
  Adaptador Banana a BNC

Vore també

• Enchufe
• Pinout
• RG-6
• Correja electrodinàmica

Enllaços externs

• APSE (Associació per a la Promoció de la Seguritat Elèctrica), fiches i tomacorrientes reglamentaris.
• Conector DC (anglés)