¿Qué es un cable unipolar?
Es un tipo de cable eléctrico que consta de un solo conductor central aislado, es decir, solo tiene una única "polaridad" o "cable conductor" en su estructura. Se utiliza en aplicaciones donde se requiere transportar corriente eléctrica en un solo sentido, como en circuitos de corriente continua (CC) o en algunos sistemas de corriente alterna (CA) donde solo se necesita un conductor activo.
En contraste, los cables bipolares o multicable tienen varios conductores aislados en el mismo revestimiento y se utilizan para circuitos donde se necesita llevar tanto la corriente eléctrica de ida como la de regreso, como en la mayoría de los sistemas eléctricos de CA.
Los cables unipolares pueden encontrarse en diferentes tamaños y calibres, y el aislamiento que recubre el conductor central puede variar según la aplicación específica. Se utilizan en diversas situaciones, como en la instalación de sistemas de energía solar, donde se transporta corriente continua desde paneles solares a los inversores o en aplicaciones de alimentación eléctrica (en maquinaria industrial y sistemas de control).
Es importante seleccionar el tipo de cable adecuado, ya sea unipolar o bipolar, según las necesidades del sistema eléctrico y las especificaciones de diseño para garantizar un funcionamiento seguro y eficiente.
Un cable eléctrico unipolar, al igual que otros tipos de cables, es un conductor eléctrico que se utiliza para transportar la corriente eléctrica desde una fuente de energía, como una planta de generación de electricidad, hasta un dispositivo o un sistema que requiere esa energía para funcionar. Está diseñado para transmitir la electricidad de manera segura desde un punto a otro, ya sea en aplicaciones de baja tensión (como en electrodomésticos y dispositivos electrónicos) o en aplicaciones de alta tensión, como en la transmisión de electricidad a través de largas distancias en líneas de alta tensión.
Está compuesto por varios componentes:
- Conductor: Es la parte central y está hecha de un material conductor, como cobre o aluminio. Este conductor permite que la corriente eléctrica fluya a través de él.
- Aislamiento: El conductor se recubre con un material aislante, como PVC (cloruro de polivinilo), polietileno, goma o caucho, que evita que la corriente eléctrica se escape y protege contra cortocircuitos y descargas eléctricas.
- Cubierta exterior: En algunos casos, tiene una cubierta exterior adicional para protegerlo de daños mecánicos, la humedad y otros elementos ambientales, ácidos, aceites, etc. Como por ejemplo los cables de uso fotovoltaico.
Los conductores eléctricos unipolares vienen en diferentes tamaños y tipos, dependiendo de la aplicación específica. Por ejemplo, los que se utilizan en una instalación eléctrica residencial son diferentes de los utilizados en una línea de transmisión de alta tensión. Es importante seleccionar el tipo adecuado para la aplicación deseada y cumplir con las normativas y regulaciones eléctricas locales para garantizar la seguridad y el rendimiento adecuado del sistema eléctrico. Dependiendo de si el conductor está formado por una única hebra o hilo o más, diremos que el cable es unifilar o multifilar. Este último es también llamado cablecillo.
Tipos de cables unipolares
Estos cables se pueden clasificar en dos grupos principales según el número de hilos o filamentos conductores que contienen:
Cables unipolares unifilares
Se refiere a un tipo de cable eléctrico que consta de un único conductor central y una sola hebra o filamento conductor. En otras palabras, tiene un solo hilo conductor aislado en su interior rodeado por un material aislante que lo protege y evita que entre en contacto con otros conductores o componentes.
Son rígidos y son utilizados en aplicaciones donde se necesita una conexión eléctrica simple y directa. También son conocidos por hilo rígido, cable de hilo o hilo. Suelen encontrarse en tamaños y calibres variados, dependiendo de la cantidad de corriente eléctrica que deben transportar y de las especificaciones del sistema en el que se utilizan.
Es importante destacar que no se utilizan para sistemas de transmisión de energía de alta tensión o para aplicaciones que requieran una conexión más compleja. En cambio, se utilizan en situaciones donde se necesita un conductor único y sencillo, como en la conexión de componentes electrónicos o en la realización de conexiones eléctricas en circuitos de baja tensión. También son usados en algunas otras aplicaciones donde un cable multifilar no es válido debido a su flexibilidad. Por ejemplo, son ampliamente usados en las conexiones de las placas de prototipado también llamadas breadboard y en las técnicas de conexionado por arrollamiento o wrapping.
En resumen, es un cable eléctrico que consta de un solo conductor central, aislado de manera individual, y se utiliza en aplicaciones donde se requiere una conexión eléctrica simple y directa.
Cables unipolares multifilares
Son un tipo de cable eléctrico que consta de varios hilos o filamentos conductores individuales agrupados juntos en un solo conjunto. Estos hilos o filamentos conductores pueden estar hechos de cobre, aluminio u otro material y están aislados entre sí. Se utilizan en una variedad de aplicaciones en las que se requiere una mayor flexibilidad y capacidad de manejo en comparación con los cables unifilares. Popularmente, el cable multifilar de pequeñas secciones o diámetros también es conocido como cablecillo.
Las ventajas de los cables multifilares incluyen:
- Flexibilidad: Debido a que están compuestos por múltiples hilos conductores, son más flexibles y menos propensos a romperse cuando se doblan o manipulan. Esto los hace ideales para aplicaciones en las que se requiere una mayor movilidad o donde los cables deben soportar flexiones repetidas.
- Resistencia a la fatiga: Los cables multifilares son menos propensos a la fatiga mecánica y a la ruptura por flexión constante en comparación con los unifilares, lo que los hace más duraderos en aplicaciones en las que se requiere movimiento continuo.
- Conexiones más seguras: Son adecuados para aplicaciones en las que se necesitan conexiones seguras, como en terminales de enchufes y conectores, ya que los múltiples hilos proporcionan una mayor área de contacto eléctrico.
Estos cables son comunes en la industria eléctrica y se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la instalación de sistemas eléctricos en edificios y automóviles hasta la fabricación de cables de extensión y cables flexibles para dispositivos eléctricos y electrónicos. Su elasticidad y capacidad de manejo los hacen especialmente útiles en situaciones donde se requiere una alta movilidad y durabilidad.
¿Qué importancia tiene la sección de las hebras individuales en un cable multifilar?
La sección transversal de las hebras individuales en un cable multifilar es de gran importancia y puede tener varias implicaciones en el rendimiento y la funcionalidad.
La sección transversal se refiere al área de cada uno de los hilos conductores individuales que componen el cable multifilar. A continuación, se destacan algunas de las consideraciones clave sobre la importancia de la sección de las hebras individuales:
- Capacidad de corriente: La sección transversal de las hebras determina la capacidad de corriente que puede transportar el cable. Cuanto mayor sea el área de la sección transversal, mayor será la cantidad de corriente que puede llevar el cable de manera segura sin sobrecalentarse. Esto es especialmente importante en aplicaciones en las que se requiere una alta capacidad de corriente, como en cables de alimentación eléctrica.
- Resistencia eléctrica: Está inversamente relacionada con el área de la sección transversal de las hebras. Cuanto mayor sea el área, menor será la resistencia eléctrica. Por lo tanto, menor será la pérdida de energía por calentamiento. Esto es especialmente relevante en aplicaciones de transmisión de energía eléctrica, donde se busca minimizar las pérdidas de energía.
- Flexibilidad y durabilidad: La sección transversal de las hebras también afecta la elasticidad y la durabilidad del cable. Hilos individuales más delgados pueden proporcionar una mayor flexibilidad, lo que es importante en aplicaciones donde se requiere movimiento constante o doblez del cable. Sin embargo, también es importante que las hebras sean lo suficientemente robustas para resistir la fatiga mecánica y la rotura.
- Tamaño del cable: La sección transversal de las hebras influye en el tamaño general del cable multifilar. Cuanto mayor sea el área de las hebras, mayor será el diámetro del cable en su conjunto. Esto puede ser un factor determinante en la selección del cable adecuado para una aplicación específica, especialmente cuando hay restricciones de espacio.
En resumen, la sección transversal de las hebras individuales en un cable multifilar es importante porque afecta la capacidad de corriente, la resistencia eléctrica, la flexibilidad, la durabilidad y el tamaño del cable en general. La elección adecuada de la sección transversal es fundamental para garantizar un rendimiento seguro y eficiente en una variedad de aplicaciones eléctricas y electrónicas.
Si lo que queremos es un cable que está en continuo movimiento, como puede ser el del cabezal de una impresora 3D o bien un cableado de conexionado en laboratorio electrónico, dónde necesitamos una movilidad del cable para trabajar de forma cómoda, emplearemos cables más flexibles que los que requerimos para una instalación fija. Las hebras individuales tienen un diámetro de Ø 0,05 a Ø 0,07 mm, lo que requiere ya una mayor precisión en la fabricación con el considerable aumento del coste. Para conseguir la misma sección emplearemos un mayor número de hilos que si el conductor estuviera formado por hebras más gruesas. A modo de ejemplo, un cable multifilar de 4,0mm² para punta de prueba tiene las siguientes características:
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Sección nominal
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4,0 mm² |
| Diámetro conductor |
Ø 3,0 mm |
| Número de hilos |
1036 hilos de x Ø 0,07 mm
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| Diámetro externo |
Ø 4,8 mm |
| Voltaje nominal |
600 V |
| Corriente nominal |
42 A |
Como podemos apreciar, el número de hilos es ya muy grande pese a que el diámetro del cable no lo es tanto. Y pese a que en este caso el aislamiento es de PVC, el cable sigue siendo muy flexible, incluso más flexible que otros cables con aislamiento de silicona sin diámetros de hebra o hilo tan sumamente finos.
