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| Si los cables están formados por varios hilos o "Alambritos", es porque tiene fundamentos de eficiencia que debes conocer. |
Existen dos motivos para diseñar así a la mayoría
de cables usado en electrónica y electricidad. Y si alguna vez
te has preguntado esto, vas por buen camino porque explicare el propósito de
este diseño que pasa desapercibido para casi todos los que usamos
constantemente estos cables; Incluso muchos veteranos y profesionales del área
desconocen el motivo. Descubramos cual es...
Vamos al grano con la respuesta: Porque apuesto que después de saber el
motivo de usar varios hilos para hacer un cable, será necesario que
continúes leyendo.
1.- SE FABRICAN CABLES CON VARIOS HILOS PARA EVITAR EL EFECTO PELICULAR.
También es llamado: Efecto Skyn Aroche o
Efecto kelvin. ¿Verdad que es necesario expandir el tema? Pues, salvo raras
ocasiones, la definición del fundamento y la explicación del mismo
enfocado en el diseño de los cables con varios hilos no se da en las
cases de electrónica o electricidad. Mas bien se da en Física. La
Ciencia madre de ambas. Explico los detalles del efecto pelicular para
entender la relación de este y los múltiples hilos en un cable.
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EFECTO PELICULAR.
Hace tiempo, se descubrió que al hacer circular
electricidad en forma de corriente alterna (AC por sus siglas en
ingles) por un solo alambre macizo de material conductor, dicha
corriente no circula de igual forma por toda la estructura. Los
electrones al fluir, tienden a ordenarse de una forma especifica en el
material.
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Se pensaba que la corriente eléctrica circulaba por todo el
conductor en un alambre. |
Cuando pasa corriente alterna por ese único alambre macizo, se genera un
campo magnético. Y este campo magnético crea una línea de electrones en el
centro de dicho alambre que frena a otros electrones, formando una especie
de “tráfico” o “hilera de electrones lentos”. Estos electrones lentos,
provocan calentamiento. Y como en el centro se generan muchos campos
magnéticos debido a este fenómeno, que en la periferia del alambre macizo,
pues la perdida de energía en forma de calor es mayor.
Pero los electrones que circulan alrededor de esta “línea lenta central”,
no son tan afectados por el campo magnético, aunque ellos generen otro.
Entonces en las orillas del alambre se forma una “corona” de electrones no
muy afectados, que se interpreta como una mejor circulación eléctrica,
menos perdida energética y menos calor.
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| El efecto pelicular. |
A todo este evento se le nombro asi: "Efecto pelicular". Y
es mucho mas intenso si la frecuencia de la corriente
alterna es alta y/o el alambre es más grueso.
Gran problema, ¿Verdad?
NO SE PUEDE ELIMINAR EL EFECTO PELICULAR.
LA SOLUCION:
Puede mitigarse muchísimo. Simplemente se reduce el
tamaño de cada alambre y agrupar muchos. Así
el centro de cada uno es muy pequeño y el fenómeno es reducido. Y como un
campo magnético central no afecta a los electrones de la periferia, basta
con formar trenzados para que puedan circular más electrones y así obtener
más corriente eléctrica con un efecto pelicular muy reducido.
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| Cables del mismo calibre con diferentes números de hilos conductores. |
Incluso para obtener resultados increíblemente buenos, Se puede
aísla cada uno de los hilos que se trenzan, pero esto resulta costoso.
Así que solo encontraremos este tipo de modalidad en equipos eléctricos
y electrónicos que realmente lo requieran, como en antenas de AM,
trasformadores de alta frecuencia en fuentes conmutadas (como las que se
usan en computadoras), cables de señal de redes digitales, cables para
audífonos de buena calidad, instrumentación medica. Pues para obtener
óptimos resultados en uso comunes, basta con tener varios hilos
(típicamente mas de 7) trenzados, sin la necesidad de que estén
asilados.
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Por eso, los cables que se usan para proyectos o instalaciones electricidad
y electrónica están hechos de muchos alambritos o hilos sin
aislante.
Entre más delgados sean estos hilos de alambres, y más grande sea su
cantidad, el efecto se reduce más. Y más corriente puede circular con
pocas perdidas de energía y menos calor. Los fabricantes que siguen esta
regla obtienen una calidad de cable más alta, menos perdida energética y
disipan menos calor, que los que usan pocos hilos. Y también esa es la
respuesta del porque son un poco más costosos.
2.- SE FABRICAN CABLES CON VARIOS HILOS PARA SER MUY FEXIBLES Y MANIPULABLES.
El segundo motivo por el cual la fabricación de los cables de uso
eléctrico consta de trenzar varios hilos delgados, es por la gran
flexibilidad.
Deben saber que antes se predominaban los conductores con un solo
hilo recubierto de material aislante. Se les denomina: "Alambres".
Actualmente el uso de alambre está enfocado en maquinarias eléctricas
como motores, trasformadores de baja frecuencia y aplicaciones
electrónicas especiales como cables para trasmisión de datos, video y
telefonía.
Pero respecto a la aplicación en instalaciones eléctricas su uso es muy
limitado; casi desaparecido, todavía se pueden encontrar en en
instalaciones eléctricas antigua. Y aun sabiendo los efectos en perdidas
de energía de este diseño, tiene muchas ventajas en esos casos
particulares, pues resulta ser mas económico y fácil de fabricar,
vendiéndose a un buen precio.
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A parte de la mala trasportación de la energía, un defecto que causaba
perdidas económicas y muchas horas de trabajo y esfuerzo al usar alambre
en instalaciones eléctricas, era la gran rigidez en su estructura.
Pues causaba verdaderos dolores de cabeza y perdidas monetarias cuando se
trataba de instalar varios en una tubería o en largas distancias. pues un
solo hilo (o alambre) se rompía fácilmente si se era manipulado de forma
tosca o incorrecta y su instalación en ocasiones requería de
verdaderos fortachones que intentaban insertar un conjunto grande de estos
sin dañarlos en postes, casas y fabricas.
La parición de las versiones hechas con múltiples hilos facilitó
increíblemente el manejo y redujo los daños por manipulación a casi cero.
Anexando que la perdida de energía era poca debido a que el diseño
suprimía el efecto pelicular bastante bien.
Esos fueron los motivos del diseño encontrado en los cables para
electricidad modernos con múltiples hilos. SI tu conoces otro,
pues compártelo en la sección de comentarios.
Nota:
Cuando se usan más de cuatro hilos de metal conductor juntos y trenzados
(cobre, por ejemplo), se le denomina “cable”. Y cuando se usa un
solo hilo, permanece el nombre de “alambre”. No se fabrican ( o deberían
fabricarse) conductores con dos o tres hilos. Pero el mundo es tan
basto.
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| Comparación de aplicaciones entre cables y alambres. |
Un tema sencillo que cubre una gran duda. ahora ya saben algo mas.
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Muy buena información todo mundo pasamos eso por alto solo pensamos que el cable sirve para acomodar bien los alambres en un panel por ser más dosil
ResponderBorrarbuena info
ResponderBorrarSe siguen vendiendo alambres? La casa de mí abuela tiene la confección eléctrica con alambres desde hace 50 años y aún funciona
ResponderBorrarSI. Se siguen vendiendo. En casos particulares aun son una opción. Y si, en las instalaciones eléctricas de esos tiempos se usaba alambre, porque era los que se fabricaba únicamente antes. No es necesario remplazarla.
BorrarGracias
ResponderBorrarGracias por el articulo, es lo q siempre he entendido pero si uno busca cable "automotriz" que en teoría es para trabajar en continua, resulta q tiene más hilos que cable para instalaciones domésticas.. es sólo por flexibilidad? Dudoso..
ResponderBorrar¡Hola david! Es cierto lo que dices. y la explicación a tu duda, es que los fabricantes de cables no saben si sus productos se van a usar con CD o CA, o que frecuencias manejarán, así que para no hacer un catalogo extenso y tediosos, y para reducir costos, ofreciendo perdidas menores en todos sus productor, fabrican todos sus cables con el mismo estandar, asi venden mas y los compradores no se quiebran la cabeza pidiendo "para frecuencias altas o bajas". o para CA y DC. Solo se preocupan por el voltaje, la corriente y el ahislante. Cuando alguien necesita un cable especial, lo pide a un fabricante especial. obviamente mas costoso; como en el diseño de trasformadores para fuentes conmutadas. Por eso un cable automotriz tiene algunas especificaciones especiales, pero ya tiene cubierto el tema de el efecto pelicular.
BorrarBuen día
BorrarComo diferencias un cable del mismo calibre pero con diferente cantidad de hilos? O como lo pides?
Exelente informacion.
ResponderBorrarNo estoy de acuerdo. El efecto películar se da en frecuencias muy altas, no en AC domiciliaria. Se usan varios pelos para flexibilidad.
ResponderBorrar¡Buen día Pablo! El efecto pelicular ocurre en frecuencias bajas igual que en altas, pero se incrementa mas en las altas frecuencias, (arriba de 1 khz, por ejemplo). sin embargo, los fabricantes de cables no saben en que frecuencias se va a utilizar su producto, así que para no hacer un catalogo extenso y tediosos, y para reducir costos, ofreciendo perdidas menores en todos sus productor, fabrican todos sus cables con el mismo estandar, asi venden mas y los compradores no se quiebran la cabeza pidiendo "para frecuencias altas o bajas". cuando alguien necesita un cable especial, lo pide a un fabricante especial. obviamente mas costoso; como en el diseño de trasformadores para fuentes conmutadas. De hecho, el efecto pelicular, fue una de las razónes, del por que se dejó de usar alambre en instalaciones eléctricas de hogar, desde hace unas decadas. pues en distancias medias y largas, aun con 50 hz, tenia perdidas importantes. también no se utilizan alambres en lineas eléctricas de alta tensión, que también funcionan a 60hz pues sus perdidas en distancias de kilometros es brutal. Un ingeniero electricista, que tenga experiencia en diseños e instalaciones para torres de alta tensión, podría confirmarlo. Ojalá eso ayude en ampliar sus conocimientos. agradezco su valiosa opinión.
BorrarEste razonamiento no es válido.Para frecuencias bajas no se da el efecto pelicular.
ResponderBorrar¡Buen día francisco! No se trata de ningún razonamiento; no es filososfia, Es física pura. El efecto pelicular ocurre en frecuencias bajas igual que en altas, pero se incrementa mas en las altas frecuencias, (arriba de 1 khz, por ejemplo). sin embargo, los fabricantes de cables no saben en que frecuencias se va a utilizar su producto, así que para no hacer un catalogo extenso y tediosos, y para reducir costos, ofreciendo perdidas menores en todos sus productor, fabrican todos sus cables con el mismo estandar, asi venden mas y los compradores no se quiebran la cabeza pidiendo "para frecuencias altas o bajas". cuando alguien necesita un cable especial, lo pide a un fabricante especial. obviamente mas costoso; como en el diseño de trasformadores para fuentes conmutadas. De hecho, el efecto pelicular, fue una de las razónes, del por que se dejó de usar alambre en instalaciones eléctricas de hogar, desde hace unas decadas. pues en distancias medias y largas, aun con 50 hz, tenia perdidas importantes. también no se utilizan alambres en lineas eléctricas de alta tensión, que también funcionan a 60hz pues sus perdidas en distancias de kilometros es brutal. Un ingeniero electricista, que tenga experiencia en diseños e instalaciones para torres de alta tensión, podría confirmarlo. Ojalá eso ayude en ampliar sus conocimientos. agradezco su valiosa opinión.
BorrarEste comentario ha sido eliminado por el autor.
ResponderBorrarHola Diego! Quiero adivinar que se refiero a los cables coaxiales. esos tienen otro motivo, pero primero: platiqueme si estoy en lo correcto, o es otro tipo de alambre con linea viva que conoce y yo este confundiendo. Ojalá le sigan gustando los articulos que aparecen en este espacio.
ResponderBorrar¡Hola de nuevo, Diego! Respecto al cable coaxial. su diseño es en base a manejar mili votls con frecuencias de hasta mega hertz. Un solo hilo de alambre delgado basta para este tipo de tensiones (mili-volts), pues tendrían que ser hilos increíblemente delgados para evitar pedidas insignificantes. Esto haría sumamente costoso este tipo de cables. Así que los fabricantes optan por el diseño mas optimo y rentable: un solo hilo. Encontraras algo muy parecido en los cables que se usan para trasmision de datos en redes informáticas (UTP o par trenzado) donde también son alambres y no cables para pulsos digitales en el orden de los megaherz. El verdadero problema es la interferencia y ruido eléctrico que puede recibir este tipo d alambre, pues trasmiten señales complejas y fáciles de distorsionar. Por eso el coaxial usa una maya al rededor que actúa como jaula de faraday para que mande a "tierra" la mayoria de esos ruidos o señales no deseadas. En los alambres de red digital es lo mismo: se trenzan. los fabricantes de ese tipo de cables, apuestan a la pureza del hilo y el blindaje a interferencias para lograr mayor distancia. No al efecto pelicular, pues las perdidas de tensión a causa de este, no se comparan con los otros problemas. Sobre las lineas de alta tensión, cada vez se usa mas cable que alambre, ahí si hay perdidas incluso a 50 hz, que se amplifican de manera brutal en distancias de kilometros. casos singuales en centrales electricas usan alambre, donde las distancias no rebazan los 200 metros, y mas se instalan por seguridad para soportar miles de volts, que por el efecto pelicular. espero que esto ayude en ampliar tus conocimientos. En electrónica todo tiene un por qué. pues es derivada de la física. Seguimos en contacto para cualquier duda o comentario.
ResponderBorrartremenda informacion q no sabia pense q el alambre era mejor q el cable ,, muy buena informacion gracias
ResponderBorrarBuena información.
ResponderBorrarBuena data. Gracias!!!
ResponderBorrarPuedes ampliar la explication para corriente continua?
ResponderBorrar¡Hola H3! El efecto solo ocurre en corriente alterna o corriente continua pulsante. Los cables o alambres no tienen este efecto en corriente directa.
BorrarMuchas gracias me sirvió de mucho la información nada se fabrica nada mas por que si todo tiene un sentido
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