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Cables Eléctricos

Cables Eléctricos
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Concepto:Conductor (generalmente de cobre o aluminio) o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector.

Cables eléctricos. Se llama cable a un conductor (generalmente de cobre o aluminio) o conjunto de ellos, generalmente recubierto de un material aislante o protector.

Tipos de cables

Nombre de cable para transmisores de luz (cable de fibra óptica) o esfuerzo mecánico (cable mecánico). Son materiales cuya resistencia al paso de la electricidad es muy baja. Los mejores conductores eléctricos son metales, como el cobre, el oro, el hierro y el aluminio, y sus aleaciones, aunque existen otros materiales no metálicos que también poseen la propiedad de conducir la electricidad, como el grafito o las disoluciones y soluciones salinas (por ejemplo, el agua de mar) o cualquier material en estado de plasma.

Para el transporte de energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata, pero debido a su elevado precio, los materiales empleados habitualmente son el cobre (en forma de cables de uno o varios hilos), o el aluminio; metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre, es sin embargo un material tres veces más ligero, por lo que su empleo está más indicado en líneas aéreas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. A diferencia de lo que mucha gente cree, el oro es levemente peor conductor que el cobre, sin embargo, se utiliza en bornes de baterías y conectores eléctricos debido a su durabilidad y resistencia a la corrosión.

La conductividad eléctrica del cobre puro fue adoptada por la Comisión Electrotécnica Internacional en 1913 como la eferencia estándar para esta magnitud, estableciendo el International Annealed Copper Standard (Estándar Internacional del Cobre Recocido) o IACS. Según esta definición, la conductividad del cobre recocido medida a 20 °C es igual a 58.0 MS/m. A este valor es a lo que se llama 100% IACS y la conductividad del resto de los materiales se expresa como un cierto porcentaje de IACS. La mayoría de los metales tienen valores de conductividad inferiores a 100% IACS pero existen excepciones como la plata o los cobres especiales de muy alta conductividad designados C-103 y C-110.

Conductores eléctricos (cables)

Cable conductor de electricidad. Los cables cuyo propósito es conducir electricidad[1] se fabrican generalmente de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que aunque posee menor conductividades más económico.Generalmente cuenta con aislamiento en el orden de 500 µm hasta los 5 cm; dicho aislamiento es plástico, su tipo y grosor dependerá del nivel de tensión de trabajo, la corriente nominal, de la temperatura ambiente y de la temperatura de servicio del conductor. Las partes generales de un cable eléctrico son:

  • Conductor: Elemento que conduce la corriente eléctrica y puede ser de diversos materiales metálicos. Puede estar formado por uno o varios hilos.
  • Aislamiento: Recubrimiento que envuelve al conductor, para evitar la circulación de corriente eléctrica fuera del mismo.
  • Capa de relleno: Material aislante que envuelve a los conductores para mantener la sección circular del conjunto.
  • Cubierta: Está hecha de materiales que protejan mecánicamente al cable. Tiene como función proteger el aislamiento de los conductores de la acción de la temperatura, sol, lluvia, etc.

Clasificación de los conductores eléctricos (cables)

Los cables eléctricos se pueden subdividir según:

Nivel de tensión

  • cables de muy baja tensión (hasta 50 V).
  • cables de baja tensión (hasta 1000 V).
  • cables de media tensión (hasta 30 kV).
  • cables de alta tensión (hasta 66 kV).
  • cables de muy alta tensión (por encima de los 770 kV).

Componentes

  • Conductores (cobre, aluminio u otro metal).
  • Aislamientos (materiales plásticos, elastoméricos, papel impregnado en aceite viscoso o fluido).
  • Protecciones (pantallas, armaduras y cubiertas).

Número de conductores

  • Unipolar: Un solo conductor.
  • Bipolar: 2 conductores.
  • Tripolar:3 conductores.
  • Tetra polar: 4 conductores

Materiales empleados

  • Cobre.
  • Aluminio.
  • Almelec (aleación de Aluminio, Magnesio).

Aislamiento del conductor

  • Aislamiento termoplástico:

PVC - (policloruro de vinilo).

PE - (polietileno).

PCP - (policloropreno), neopreno o plástico.

  • Aislamiento termoestable:

XLPE - (polietileno reticulado).

EPR - (etileno-propileno).

MICC - Cable cobre-revestido Mineral-aislado.

Materiales aislantes

  • Cables en papel impregnado:

Papel impregnado con mezcla no migrante.

Papel impregnado con aceite fluido.

  • Cables con aislamientos poliméricos extrusionados:

Polietileno reticulado.(XLPE)

Goma etileno propileno (HEPR)

Polietileno termoplástico de alta densidad (HDPE).[2]

Usos

Las principales aplicaciones de un conductor eléctrico son el transporte de energía eléctrica (cables de la red eléctrica domiciliaria, de alta tensión, aparatos eléctricos, actuadores, iluminación, automóviles, etc.), transporte de señales (transmisores/receptores, computadores, automóviles, etc.), y fabricación de componentes electrónicos (conectores, placas de circuito impreso, resistencias, condensadores, transistores, circuitos integrados, sensores, etc.).

  • Conducir la electricidad de un punto a otro (pasar electrones a través del conductor; los electrones fluyen debido a la diferencia de potencial).
  • Crear campos electromagnéticos al constituir bobinas y electroimanes.
  • Modificar el voltaje al constituir transformadores.

Resistencia de los conductores eléctricos

Todo conductor eléctrico afecta el paso de una corriente electrica en mayor o menor grado determinado por su resistencia, el cual esta afectado por los factores siguientes: El metal del que esta formado, grosor y longitud.

La plata es el metal que conduce con màs facilidad la electricidad, pero dado su costo tan elevado, no es comùn usarla como conductor en los circuitos elèctricos.

El cobre es el onductor màs usado por su bajo costo, aparte de ser un buen conductor de la electricidad. Es tambièn usado el aluminio. Pero este presenta el inconveniente que no se puede soldar por los medios comunes, por lo mismo es muy limitado su uso en casas, solamente en lìneas de transmisiòn de alto voltaje.

Cuando medimos la resistencia de trozos de metal distintos, del mismo tamaño y grueso, se encuentra que el hierro tiene una resistencia seis veces mayor que la del cobre, en tanto que uno de plata alemana tiene una resistencia casi 13 veces más alta que la del cobre.A continuación se ordenan algunos metales y aleaciones comunes, comenzando por el mejor conductor, indicando entre paréntesis la conductividad eléctrica aproximada a temperatura ambiente (20°C), en unidades de 10 millones de siemens (*) por metro, es decir 107 S/m:

  • Plata (6.8)
  • Cobre (6.0)
  • Oro (4.3)
  • Aluminio (3.8)
  • Latón (cobre con 30% en peso de zinc) (1.6)
  • Hierro (1.0)
  • Platino (0.94)
  • Acero al carbono (0.6)
  • Acero inoxidable (0.2)

El "siemens" (símbolo "S"), es la unidad de conductancia G en el Sistema Internacional de Unidades. La conductancia es la inversa de la resistencia (G = R-1), y como el siemens es equivalente a ohm-1, es a veces mal denominado "mho" (ohm escrito al revés!) o utilizando la letra griega W (omega mayúscula) dibujada al revés! (no comments ...) Cuando se requiere transportar la electricidad con el mínimo de pérdidas, se utilizan metales que, además de ser buenos conductores, sean razonablemente económicos (no como la plata o el oro). Entonces, los primeros candidatos son el cobre (Cu) y el aluminio (Al). En efecto, en la industria se utilizan gruesos conductores de cobre y a veces también de aluminio.

El cobre utilizado como conductor, en realidad es un material denominado "cobre electrolítico", con 99.92 a 99.96 % en peso de cobre. En esta aleación, un 0.03 % de oxígeno mejora su densidad y conductividad. Existen interruptores de posición, donde una cierta cantidad de mercurio líquido, une dos contactos cerrando un circuito eléctrico. En muchos tableros y dispositivos eléctricos también se encuentran conductores de "bronce al aluminio", una aleación de 88 a 96% de cobre con estaño, hierro, y un 2 a 10% de aluminio. Este material tiene mucha más resistencia mecánica y química que el cobre electrolítico, necesarias en interruptores donde los chispazos elevan la temperatura del material.

La siguiente lista muestra valores aproximados de la resistividad eléctrica r (la inversa de la conductividad: r = s-1) a 20°C y en 10-8 ohm x m, de algunos metales utilizados en dispositivos eléctricos:

  • Plata (1.6)
  • Cobre (1.7)
  • Oro (2.2)
  • Aluminio (2.7)
  • Tungsteno (wolframio) (5.51)
  • Platino (10.6)
  • Bronce al aluminio (11)
  • Estaño (11.5)
  • Plomo (20.7)
  • Mercurio (96)

Véase también

Fuente