Cable eléctrico

Un cable eléctrico es un conjunto de uno o más cables que corren uno al lado del otro o agrupados, y que se utiliza como conductor eléctrico para transportar corriente eléctrica .

Los cables eléctricos se utilizan para conectar dos o más dispositivos, permitiendo la transferencia de señales eléctricas , energía o ambas de un dispositivo a otro. Físicamente, un cable eléctrico es un conjunto formado por uno o más conductores con sus respectivos aislamientos y pantallas opcionales, cubiertas individuales, protección del conjunto y cubierta protectora.

Uno o más cables eléctricos y sus conectores correspondientes pueden formar un conjunto de cables, ^{[ 1 ]} que no necesariamente sirve para conectar dos dispositivos, sino que puede ser un producto parcial (por ejemplo, para soldar a una placa de circuito impreso con un conector montado en la carcasa). Los conjuntos de cables también pueden adoptar la forma de un árbol de cables o un arnés de cables , utilizado para conectar varios terminales entre sí.

Los cables eléctricos se utilizan para conectar dos o más dispositivos, permitiendo la transferencia de señales eléctricas o energía de uno a otro. La comunicación a larga distancia se realiza mediante cables submarinos . Los cables de alimentación se utilizan para la transmisión a gran escala de corriente alterna y continua, especialmente en el caso de cables de alta tensión . Los cables eléctricos se utilizan ampliamente en el cableado de edificios para la iluminación, la alimentación y los circuitos de control instalados permanentemente. Dado que todos los conductores del circuito necesarios pueden instalarse en un solo cable, se ahorra mano de obra en comparación con otros métodos de cableado.

Físicamente, un cable eléctrico es un conjunto formado por uno o más conductores con sus respectivos aislamientos y pantallas opcionales, cubiertas individuales, protección del conjunto y cubiertas protectoras. Los cables eléctricos pueden hacerse más flexibles mediante el trenzado de los hilos. En este proceso, los hilos individuales más pequeños se retuercen o trenzan para producir hilos más grandes que son más flexibles que los hilos sólidos de tamaño similar. Agrupar los hilos pequeños antes del trenzado concéntrico proporciona la mayor flexibilidad. Los hilos de cobre en un cable pueden estar desnudos o recubiertos con una fina capa de otro metal, generalmente estaño , pero a veces oro , plata u 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 facilita la soldadura . El estañado también se utiliza para lubricar los hilos. El estañado se utilizaba para facilitar la eliminación del aislamiento de goma. Un trenzado apretado durante el proceso hace que el cable sea extensible (CBA, como en los cables de los teléfonos).

En el siglo XIX y principios del XX, los cables eléctricos solían aislarse con tela, caucho o papel. Hoy en día, generalmente se utilizan materiales plásticos, excepto para cables de alta potencia . El primer termoplástico utilizado fue la gutapercha (un látex natural ), que resultó útil para cables submarinos en el siglo XIX. El primer plástico sintético, y aún muy común, utilizado para el aislamiento de cables fue el polietileno . Este se inventó en 1930, pero no estuvo disponible fuera del ámbito militar 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 tras el Día D. ^{[ 2 ]}

Los cables se pueden fijar y organizar de forma segura, por ejemplo, mediante canaletas , bandejas portacables , bridas o sistemas de sujeción de cables . Los cables flexibles o de flexión continua que se utilizan en aplicaciones móviles dentro de portacables se pueden asegurar mediante dispositivos de alivio de tensión o bridas.

Cualquier conductor por el que circula corriente , incluido un cable, irradia un campo electromagnético . Del mismo modo, cualquier conductor o cable captará energía de cualquier campo electromagnético existente a su alrededor. Estos efectos suelen ser indeseables: en el primer caso, se produce una transmisión de energía no deseada que puede afectar negativamente a los equipos cercanos o a otras partes del mismo equipo; y en el segundo caso, se produce una captación de ruido no deseada que puede enmascarar la señal deseada que transporta el cable o, si el cable transporta tensiones de alimentación o de control, contaminarlas hasta el punto de provocar un mal funcionamiento del equipo.

La primera solución a estos problemas consiste en mantener los cables cortos dentro de 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 las zonas problemáticas. Además, existen diseños de cable específicos que minimizan la captación y la transmisión electromagnética. Tres de las principales técnicas de diseño son el apantallamiento , la geometría coaxial y la geometría de par trenzado .

El blindaje utiliza el principio eléctrico de la jaula de Faraday . El cable se recubre en toda su longitud con una lámina o malla metálica. Todos los conductores que discurren por dentro de esta capa de blindaje quedan, en gran medida, aislados de los campos eléctricos externos , especialmente si el blindaje está conectado a un punto de tensión constante, como tierra . Sin embargo, este tipo de blindaje simple no es muy eficaz contra campos magnéticos de baja frecuencia , como el zumbido magnético de un transformador de potencia cercano . Un blindaje conectado a tierra en cables que operan a 2,5 kV o más recoge la corriente de fuga y la corriente capacitiva, protegiendo a las personas de descargas eléctricas y ecualizando 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 lámina o malla de protección tiene una sección transversal circular y el conductor interno se encuentra exactamente en su centro. Esto provoca que los voltajes inducidos por un campo magnético entre la pantalla y el conductor central sean de magnitudes casi iguales, las cuales se cancelan entre sí.

Un par trenzado consta de dos hilos de un cable entrelazados. Esto se puede demostrar colocando un extremo del par de hilos en un taladro manual y girándolo mientras se mantiene una tensión moderada. Cuando la señal interferente tiene una longitud de onda mayor que el paso del par trenzado, los hilos de longitudes alternas generan voltajes opuestos, lo que tiende a anular el efecto de la interferencia.

El material de la cubierta de los cables eléctricos suele estar fabricado de plástico flexible que se quema. El riesgo de incendio de los cables agrupados puede ser significativo. ^{[ 3 ]} Los materiales de la cubierta de los cables pueden formularse para prevenir la propagación del fuego ^{[ 4 ]} . Alternativamente, la propagación del fuego entre cables combustibles puede prevenirse mediante la aplicación de recubrimientos ignífugos directamente en la superficie exterior del cable, ^{[ 5 ]} o el riesgo de incendio puede aislarse mediante la instalación de cajas construidas con materiales no combustibles alrededor de la instalación de cables.

• Cable coaxial : se utiliza para señales de radiofrecuencia, por ejemplo, en sistemas de distribución de televisión por cable .
• Cable enterrado directamente
• Cables flexibles
• Cable relleno
• Cable Heliax
• Cable con cubierta no metálica (o cable de construcción no metálico, NM, NM-B) ^{[ 6 ]}
• Cable blindado (o BX) ^{[ 6 ]}
• Cable multipolar (consta de más de un conductor y está recubierto por una cubierta).
• Cable apareado : compuesto por dos conductores aislados individualmente que se utilizan habitualmente en aplicaciones de CC o CA de baja frecuencia.
• Cable portátil : cable flexible para alimentación de CA en aplicaciones portátiles.
• Cable de alimentación : un cable utilizado para la transmisión de energía.
• Cable plano : útil cuando se requieren muchos cables. Este tipo de cable es flexible y está diseñado para soportar voltajes bajos.
• Cable apantallado : se utiliza para circuitos electrónicos sensibles o para proporcionar protección en aplicaciones de alta tensión.
• Cable simple (de vez en cuando este nombre se usa para referirse a un cable )
• Cableado estructurado
• Cable sumergible
• Gemelo y tierra
• Cable Twinax
• Cable bifilar : Este tipo de cable es una línea plana de dos conductores. Se le suele llamar línea de 300 Ω debido a su impedancia. Se utiliza frecuentemente como línea de transmisión entre una antena y un receptor (por ejemplo, de televisión y radio). Estos cables son multifilares para minimizar el efecto pelicular.
• Par trenzado : consta de dos cables aislados entrelazados. Se asemeja a un cable de pares, excepto que los cables de pares están trenzados.

CENELEC HD 361 es una norma ratificada publicada por CENELEC, relativa al tipo de marcado de cables y alambres, cuyo objetivo es armonizar los cables. El Instituto Alemán de Normalización (DIN, VDE) ha publicado una norma similar (DIN VDE 0292).

• RM Black, Historia de los cables eléctricos , Peter Pergrinus, Londres, 1983 ISBN 0-86341-001-4
• BICC Cables Ltd, "Manual de cables eléctricos", WileyBlackwell; Londres, 3.ª edición, 1997, ISBN 0-632-04075-0

• "Cables eléctricos"  . Obra de referencia para nuevos estudiantes  . 1914.