
Un alambre es una barra redonda y flexible de metal . Los alambres se forman comúnmente estirando el metal a través de un orificio en una matriz o placa de estirado . Los calibres de los alambres vienen en varios tamaños estándar, expresados en términos de un número de calibre o área de sección transversal .
Los cables se utilizan para soportar cargas mecánicas , a menudo en forma de cable de acero . En las señales de electricidad y telecomunicaciones , el término "cable" puede referirse al cable eléctrico , que puede contener un núcleo sólido de un solo hilo o hilos separados en forma trenzada o entrelazada.
Generalmente cilíndrico en geometría, el alambre también puede fabricarse en secciones transversales cuadradas, hexagonales, rectangulares aplanadas u otras, ya sea con fines decorativos o técnicos, como bobinas de voz de alta eficiencia en altavoces . Los resortes helicoidales enrollados en los bordes , como el juguete Slinky , están hechos de alambre aplanado especial. [ 1 ]
Historia
En la antigüedad , las joyas a menudo contenían grandes cantidades de alambre en forma de cadenas y decoración aplicada, elaborada con precisión y producida mediante algún método eficiente, si no técnicamente avanzado. En algunos casos, se convertían tiras cortadas de láminas de metal en alambre al pasarlas por perforaciones en cuentas de piedra. Esto provocaba que las tiras se doblaran sobre sí mismas formando tubos delgados. Esta técnica de trefilado se utilizaba en Egipto durante la II 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 una trayectoria en espiral a lo largo del alambre. Estas tiras retorcidas se pueden convertir en alambres redondos sólidos laminándolas entre superficies planas o mediante el método de trefilado de tiras. El método de fabricación de alambre retorcido en tiras fue reemplazado por el trefilado en el Viejo Mundo antiguo en algún momento entre los siglos VIII y X d. C. [ 3 ] Existe cierta evidencia del uso del trefilado más al este antes de este período. [ 4 ]
Es posible que los alambres cuadrados y hexagonales se fabricaran mediante una técnica de forjado . En este método, se golpeaba una varilla de metal entre bloques metálicos ranurados, o entre un punzón ranurado y un yunque metálico ranurado . El forjado es de gran antigüedad, posiblemente datando de principios del segundo milenio a. C. en Egipto y de las Edades del Bronce y del Hierro en Europa para torques y fíbulas . Los alambres retorcidos de sección cuadrada son una decoración de filigrana muy común en la joyería etrusca primitiva .
Hacia mediados del segundo milenio a. C., se introdujo una nueva categoría de tubo decorativo que imitaba una línea de gránulos. El verdadero alambre con cuentas, producido al deformar mecánicamente un alambre de sección redonda, apareció en el Mediterráneo oriental e Italia en el siglo VII a. C., posiblemente difundido por los fenicios . El alambre con cuentas continuó utilizándose en joyería hasta la época moderna, aunque cayó en desuso en gran medida alrededor del siglo X d. C., cuando dos alambres redondos estirados, retorcidos entre sí para formar lo que se denomina "cuerdas", proporcionaron una alternativa más sencilla de hacer. Un precursor del alambre con cuentas podrían ser las tiras y alambres dentados que aparecen por primera vez alrededor del año 2000 a. C. en Anatolia .

El alambre se trefilaba en Inglaterra desde la época medieval. Se utilizaba para fabricar cardas y alfileres de lana, productos manufacturados cuya importación fue prohibida por Eduardo IV en 1463. [ 5 ] La primera fábrica de alambre en Gran Bretaña se estableció en Tintern alrededor de 1568 por los fundadores de la Compañía de Obras Minerales y de Baterías , que tenían el monopolio de esta actividad. [ 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 fábricas, el trefilado del alambre hasta tamaños finos continuó realizándose manualmente.
Según una descripción de principios del siglo XX, «el alambre suele ser de forma cilíndrica; pero puede fabricarse con cualquier sección deseada variando el contorno de los orificios de la matriz de trefilado por la que pasa durante el proceso de fabricación. La matriz de trefilado es de hierro fundido duro o acero duro, o para trabajos finos puede ser de diamante o rubí . El objetivo de utilizar piedras preciosas es permitir que las matrices se utilicen durante un período considerable sin perder su tamaño, evitando así la producción de alambre de diámetro incorrecto. Las matrices de diamante deben volver a perforarse cuando pierden su diámetro original, mientras que las matrices metálicas se reducen de nuevo a su tamaño original martillando el orificio y luego ampliándolo al diámetro correcto con un punzón». [ 8 ]
Producción


El alambre se suele reducir al diámetro y las propiedades deseadas mediante un trefilado repetido a través de matrices cada vez más pequeñas o, tradicionalmente, mediante orificios en placas de trefilado . Tras varias pasadas, el alambre puede someterse a un tratamiento térmico para facilitar un mayor trefilado o, si se trata de un producto terminado, para maximizar su ductilidad y conductividad .
Los cables eléctricos suelen estar recubiertos con materiales aislantes , como plástico, polímeros similares al caucho o barniz. Actualmente, el aislamiento y el revestimiento de cables se realizan mediante extrusión. Antiguamente, los materiales aislantes incluían tela o papel tratado y diversos productos derivados del petróleo. Desde mediados de la década de 1960, predominan los plásticos y polímeros con propiedades similares al caucho.
Two or more wires may be wrapped concentrically, separated by insulation, to form coaxial cable. The wire or cable may be further protected with substances like paraffin, some kind of preservative compound, bitumen, lead, aluminum sheathing, or steel taping. Stranding or covering machines wind material onto wire which passes through quickly. Some of the smallest machines for cotton covering have a large drum, which grips the wire and moves it through toothed gears; the wire passes through the centre of disks mounted above a long bed, and the disks carry each a number of bobbins varying from six to twelve or more in different machines. A supply of covering material is wound on each bobbin, and the end is led on to the wire, which occupies a central position relatively to the bobbins; the latter being revolved at a suitable speed bodily with their disks, the cotton is consequently served on to the wire, winding in spiral fashion so as to overlap. If many strands are required the disks are duplicated, so that as many as sixty spools may be carried, the second set of strands being laid over the first.[8]
For heavier cables that are used for electric light and power as well as submarine cables, the machines are somewhat different in construction. The wire is still carried through a hollow shaft, but the bobbins or spools of covering material are set with their spindles at right angles to the axis of the wire, and they lie in a circular cage which rotates on rollers below. The various strands coming from the spools at various parts of the circumference of the cage all lead to a disk at the end of the hollow shaft. This disk has perforations through which each of the strands pass, thence being immediately wrapped on the cable, which slides through a bearing at this point. Toothed gears having certain definite ratios are used to cause the winding drum for the cable and the cage for the spools to rotate at suitable relative speeds which do not vary. The cages are multiplied for stranding with many tapes or strands, so that a machine may have six bobbins on one cage and twelve on the other.[8]
Forms
Solid
Solid wire, also called solid-core or single-strand wire, consists of one piece of metal wire. Solid wire is useful for wiring breadboards. Solid wire is cheaper to manufacture than stranded wire and is used where there is little need for flexibility in the wire. Solid wire also provides mechanical ruggedness; and, because it has relatively less surface area which is exposed to attack by corrosives, protection against the environment.
Stranded

El cable trenzado se compone de varios hilos pequeños agrupados o enrollados para formar un conductor más grande. Es más flexible que el cable sólido con la misma sección transversal. Se utiliza cuando se requiere mayor resistencia a la fatiga del metal . Esto incluye conexiones entre placas de circuito impreso en dispositivos con múltiples placas, donde la rigidez del cable sólido generaría demasiada tensión debido al movimiento durante el montaje o el mantenimiento; cables de alimentación de CA para electrodomésticos; cables de instrumentos musicales; cables de ratón de ordenador ; cables de electrodos de soldadura; cables de control que conectan piezas móviles de maquinaria; cables de maquinaria minera; cables de maquinaria de arrastre; y muchos otros. A altas frecuencias, la corriente viaja cerca de la superficie del cable debido al efecto pelicular , lo que provoca una mayor pérdida de potencia. El cable trenzado podría parecer que reduce este efecto, ya que la superficie total de los hilos es mayor que la del cable sólido equivalente, pero el cable trenzado común no reduce el efecto pelicular porque todos los hilos están en cortocircuito y se comportan como un solo conductor. Un cable trenzado tendrá mayor resistencia que un cable sólido del mismo diámetro porque su sección transversal no es completamente de cobre; existen espacios inevitables entre los hilos (este es el problema del empaquetamiento circular 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 severo que el efecto pelicular, y en algunos casos limitados, un simple cable trenzado puede reducir el efecto de proximidad. Para un mejor rendimiento a altas frecuencias, se puede utilizar cable Litz , cuyos hilos individuales están aislados y trenzados en patrones especiales.
Cuantos más hilos individuales tenga un haz de cables, más flexible, resistente a torceduras y roturas, y más fuerte será el cable. Sin embargo, un mayor número de hilos aumenta la complejidad y el coste de fabricación. Por razones geométricas , el número mínimo de hilos que se suele ver es 7: uno en el centro, con 6 a su alrededor en contacto cercano. El siguiente nivel es 19, que es otra capa de 12 hilos sobre los 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). Números mayores que esos se encuentran normalmente solo en cables muy grandes. Para aplicaciones donde el cable se mueve, 19 es el mínimo que se debe usar (7 solo debe usarse en aplicaciones donde el cable se coloca y luego no se mueve), y 49 es mucho mejor. Para aplicaciones con movimiento repetitivo constante, como robots de ensamblaje y cables de auriculares , de 70 a 100 es obligatorio . Para aplicaciones que requieren aún más flexibilidad, se utilizan más hebras (los cables de soldadura son el ejemplo habitual, pero también cualquier aplicación que necesite mover el cable en espacios reducidos). Un ejemplo es un cable 2/0 hecho de 5292 hebras de calibre 36. Las hebras se organizan creando primero un haz de 7 hebras. Luego, 7 de estos haces se unen para formar superhaces. Finalmente, se utilizan 108 superhaces para fabricar el cable final. Cada grupo de hebras se enrolla en hélice, de modo que cuando el cable se flexiona, la parte estirada del haz se desplaza a lo largo de la hélice hacia una parte comprimida para reducir la tensión en el cable.
El alambre prefundido es un alambre trenzado compuesto por hebras fuertemente estañadas y luego fusionadas entre sí. El alambre prefundido tiene muchas de las propiedades del alambre sólido, excepto que es menos propenso a romperse. [ 9 ]
Trenzado
Un cable trenzado consta de varios hilos finos de alambre entrelazados. [ 10 ] Los cables trenzados no se rompen fácilmente al flexionarse. Suelen ser adecuados como blindaje electromagnético en cables de reducción de ruido.

Usos

El alambre tiene muchos usos. Constituye la materia prima de muchos fabricantes importantes , como la industria de las mallas metálicas , los resortes de ingeniería, la fabricación de tela metálica y el hilado de cables de acero , 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 el drenaje de pulpa de papel, para mosquiteras y para muchos otros fines. Grandes cantidades de alambre de aluminio , cobre , níquel y acero se emplean para cables telefónicos y de datos , y como conductores en la transmisión de energía eléctrica y calefacción . No es menos demandado para cercas, y se consume mucho 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 para resortes de carbono e inoxidable tiene aplicaciones importantes en resortes de ingeniería para piezas/componentes críticos de fabricación automotriz o industrial. La fabricación de alfileres y horquillas ; las industrias de agujas y anzuelos ; la fabricación de clavos, clavijas y remaches; y la maquinaria 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 alambre útil. Los metales deben ser, en primer lugar, dúctiles y resistentes a la tracción, cualidad de la que depende principalmente la utilidad del alambre. Los principales metales adecuados para la fabricación de alambre, que poseen una ductilidad casi igual, son el platino , la plata , el hierro , el cobre , el aluminio y el oro ; y es solo a partir de estos y de ciertas aleaciones de estos con otros metales, principalmente latón y bronce , que se prepara el alambre. [ 8 ]
Mediante un tratamiento cuidadoso, se pueden producir alambres extremadamente finos. Sin embargo, los alambres para usos especiales se fabrican con otros metales (por ejemplo, el alambre de tungsteno para filamentos de bombillas y tubos de vacío , debido a su alto punto de fusión). Los alambres de cobre también se recubren con otros metales, como estaño, níquel y plata, para soportar diferentes temperaturas, proporcionar lubricación y facilitar la extracción del aislamiento de goma del cobre.
Metallic wires are often used for the lower-pitched sound-producing "strings" in stringed instruments, such as violins, cellos, and guitars, and percussive string instruments such as pianos, dulcimers, dobros, and cimbaloms. To increase the mass per unit length (and thus lower the pitch of the sound even further), the main wire may sometimes be helically wrapped with another, finer strand of wire. Such musical strings are said to be "overspun"; the added wire may be circular in cross-section ("round-wound"), or flattened before winding ("flat-wound").
Examples include:
- Hook-up wire is small-to-medium gauge, solid or stranded, insulated wire,[11] used for making internal connections inside electrical or electronic devices. It is often tin-plated to improve solderability.
- Wire bonding is the application of microscopic wires for making electrical connections inside semiconductor components and integrated circuits.
- Magnet wire is solid wire, usually copper, which, to allow closer winding when making electromagnetic coils, is insulated only with varnish, rather than the thicker plastic or other insulation commonly used on electrical wire. It is used for the winding of motors, transformers, inductors, generators, speaker coils, etc. (For further information about copper magnet wire, see: Copper wire and cable#Magnet wire (Winding wire).).
- El cable coaxial es un cable que consta de un conductor interno, rodeado por una capa aislante tubular, generalmente hecha de un material flexible con una alta constante dieléctrica. Todo esto está rodeado a su vez por otra capa conductora (normalmente de alambre trenzado fino para mayor flexibilidad, o de una lámina metálica delgada), y finalmente recubierto por otra capa aislante delgada en el exterior. El término coaxial proviene de que el conductor interno y la pantalla externa comparten el mismo eje geométrico. Los cables coaxiales se utilizan a menudo como líneas de transmisión para señales de radiofrecuencia. En un cable coaxial ideal, el campo electromagnético que transporta la señal existe únicamente en el espacio entre los conductores interno y externo. Los cables prácticos logran este objetivo en gran medida. Un cable coaxial proporciona protección adicional a las señales contra interferencias electromagnéticas externas y guía eficazmente las señales de baja emisión a lo largo del cable, lo que a su vez afecta la conductividad térmica del conductor.
- El cable para altavoces se utiliza para establecer una conexión eléctrica de baja resistencia entre los altavoces y los amplificadores de audio. Algunos cables para altavoces modernos de alta gama constan de múltiples conductores eléctricos aislados individualmente con plástico, de forma similar al cable Litz .
- El hilo resistivo es un alambre con una resistividad superior a la normal, que se utiliza a menudo para elementos calefactores o para fabricar resistencias bobinadas. El hilo de nicromo es el tipo más común.
Véase también
Referencias
- ↑ Swiger Coil Systems. "Bobinas de bobinado de borde" . Swiger Coil Systems, una empresa de Wabtec. Archivado del original el 19 de diciembre de 2010. Consultado el 1 de enero de 2011 .
- ↑ Shaw, Ian , ed. (2000). The Oxford History of Ancient Egypt . Oxford University Press. p. 480. ISBN 0-19-815034-2.
- ↑ Jack Ogden, 'Alambre de oro clásico: algunos aspectos de su fabricación y uso', Jewellery Studies , 5, 1991, pp. 95–105.
- ↑ Jack Ogden, «Conexiones entre el Islam, Europa y el Lejano Oriente en la Edad Media: La evidencia de la tecnología de la joyería». Eds. P. Jett, J. Douglas, B. McCarthy, J. Winter. Investigación científica en el campo del arte asiático. Actas del simposio del quincuagésimo aniversario . Archetype Publications, Londres, en colaboración con la Freer Gallery of Art, Smithsonian Institution, 2003.
- ↑ HR Schubert, 'Los trefiladores de Bristol' Journal Iron & Steel Institute 159 (1948), 16-22.
- ↑ MB Donald, Monopolios isabelinos: Compañía de fábricas de minerales y baterías (Olver & Boyd, Edimburgo 1961), 95-141.
- ↑ DG Tucker, 'La fábrica de alambre del siglo XVII en Whitebrook, Monmouthshire' Bull. Hist. Metall. Gp 7(1) (1973), 28-35.
- 1 2 3 4 5 Una o más de las oraciones anteriores incorporan texto de una publicación que ahora es de dominio público : Chisholm, Hugh , ed. (1911). " Wire ". Encyclopædia Britannica . Vol. 28 (11.ª ed.). Cambridge University Press. pp. 738–739 .
- ↑ "Tipos de construcción de hilos" . Cables y alambres eléctricos industriales. 2019. Consultado el 8 de febrero de 2019 .
- ↑ Hogsett, Jamie; Oehler, Sara (2012). Show Your Colors: 30 Flexible Beading Wire Jewelry Projects . Kalmbach Books. p. 12. ISBN 978-0-87116-755-2.
- ↑ "Tipos de alambre" . Consultado el 14 de mayo de 2020 .
Enlaces externos
Definición de cable en el diccionario Wikcionario
- Cable
- Ferretería doméstica