¿Sabías que existen diferentes Tipos de Conductores Eléctricos? En este artículo te enseñaremos cada una de sus funciones y características. Para mantener la seguridad e integridad de toda instalación eléctrica es recomendable seguir las normas internacionales para su ejecución. Por eso te recomendamos seguir leyendo este interesante artículo.
Indice De Contenido
¿Qué es un conductor o cable eléctrico?
Es lo que se utiliza para poder transportar desde un punto a otro la corriente eléctrica, es decir la transmisión de energía eléctrica, la mayoría de los conductores están formados por cobre, metal que tiene una buena conducción, generalmente a los conductores que tienen su funda aislante las personas suelen llamarlos cables o cables eléctricos, cuando en realidad el conductor propiamente dicho está en la parte interior del aislante.
El oro es uno de los mejores conductores eléctricos, pero claro está que por su elevado costo sería casi que imposible fabricar conductores de oro.
Por su estructura atómica, se les facilita que se genere el movimiento de los electrones a través de de su núcleo. Estos podemos encontrarlos de muy variadas formas, entre ellas las barras de metal o cabillas, que no estén diseñadas para ser parte de los circuitos eléctricos, pero que aún así siempre mantienen sus propiedades de conducción.
Partes de un conductor eléctrico
El conductor o cable eléctrico se compone del conductor, el aislamiento, la capa de relleno y por último de una cubierta. Cada uno de ellos se encarga de cumplir una función o propósito específico.
- Conductor eléctrico o alma conductora: es una parte muy importante de todo el conjunto y cuyo propósito es la de transportar la electricidad, está conformado por uno o más hilos de cobre o aluminio.
- Aislamiento: aquí nos encontramos con la parte que cubre o protege el conductor, y su función es, evitar que la corriente eléctrica se escape del cable y que sea transportada de principio a fin por el conductor. Por lo general este material aislante suele ser de polímero, es decir de plástico.
- Capa de relleno: esta sección la podemos ubicar entre el aislamiento y el conductor, y cumple la función de que el cable siempre mantenga ese aspecto circular, debido a que ocasiones los conductores no tienen forma circular o tienen más de un hilo. Con la utilización de la capa de relleno se puede lograr que siempre mantengan ese apariencia redonda y homogénea.
- Cubierta: es la parte que protege al cable de la intemperie y elementos externos. Se encarga de proteger mecánicamente al cable o hilo, ya que resguarda el alma y al aislante de daños físicos o químicos, como el calor, la lluvia, el frío, raspaduras, golpes, entre otros.Si el conductor fuese a estar expuesto a desgastes externos muy excesivos, por lo general la cubierta protectora se elabora con acero, latón u otro material bien resistente, y en este caso se le llama “armadura” a la cubierta protectora.
Características principales
Características eléctricas
La principal características de los conductores eléctricos es que no ofrecen resistencia al paso de la corriente eléctrica a través de ellos, y esto es posible gracias a sus propiedades eléctricas y físicas, que promueven una buena circulación de electricidad por el conductor y esta no provoca la deformación o destrucción del material del cual están compuestos.
- Conductividad buena
Todo conductor eléctrico que se precie de tal, debe tener una buena conductividad eléctrica para poder desempeñar su función de transporte de energía eléctrica.
La International Annealed Copper Standard (IACS) o Estándar Internacional del Cobre Recocido, estableció en el año 1913 que la conductividad eléctrica del cobre en estado puro serviría de referencia para poder medir y comparar la conductividad de otros materiales conductores.
Para que un material conductor sea considerado como tal, debe contener más del 40% IACS y que los materiales que tengan una conductividad superior a 100% IACS se consideran como materiales de alta conductividad.
- Estructura atómica
El paso de la corriente eléctrica sólo es posible por su estructura atómica, esto es gracias a que los átomos poseen pocos electrones en su capa de valencia, y a su vez, dichos electrones están desprendidos del núcleo del átomo.
No se necesita de una gran cantidad de energía para que los electrones se trasladen de un átomo al otro, a este tipo de electrones se les denomina electrones libres, y su disposición y libertad de movimiento a lo largo de la estructura atómica es lo que hace propicia la circulación de la electricidad. Y con ello se facilita el movimiento de electrones a través del conductor.
- Núcleos unidos
Los conductores tienen una estructura molecular constituida por una red de núcleos muy compactada, que mantiene su unión prácticamente inmóvil debido a su cohesión.
Esta característica propicia que se genere el movimiento de los electrones que se encuentran alejados dentro de la molécula, debido a que pueden moverse libremente y reaccionar ante la proximidad de un campo eléctrico. Dicha reacción provoca el movimiento de los electrones en una dirección específica, y esto es lo que da origen a la circulación de corriente eléctrica pasando por el material conductor.
- Equilibrio electrostático
Los materiales conductores al estar sometidos a una carga particular, logran alcanzar un estado de equilibrio electrostático en el que no se produce el movimiento de cargas en el interior del material.
Se puede decir que las cargas de signo positivo se acumulan en un extremo del material y las cargas con signo negativo se aglomeran en el extremo opuesto. Cuando se produce un desplazamiento de las cargas hacia la superficie del conductor se genera la presencia de campos eléctricos iguales y opuestos en el interior del conductor y es así como el campo eléctrico interno total dentro del material se vuelve nulo.
Características físicas
- Maleabilidad
Todo conductor eléctrico debe tener la condición de maleabilidad, es decir tener la capacidad de flexible sin romperse.
Los conductores se emplean en instalaciones eléctricas domésticas e industriales, y en las cuales son sometidos a dobleces extremos que pudieran maltratar el material, por esta razón es que la maleabilidad es una característica de suma importancia.
- Resistencia
Deben tener la capacidad de resistir al desgaste, soportar las condiciones de estrés mecánico a las que suelen ser sometidos, y en muchas ocasiones soportar las temperaturas elevadas debido a la circulación de la corriente.
- Capa aislante
Los conductores eléctricos como son utilizados para la instalación eléctrica residencial, industrial o como parte del sistema interconectado de suministro eléctrico, siempre deben estar provistos de una capa aislante adecuada. A esta capa externa, también se le conoce como chaqueta aislante, y es extremadamente necesaria para evitar que la corriente eléctrica que circula a través del conductor esté en contacto con las personas u objetos que se encuentran alrededor.
Tipos de conductores eléctricos
Para los conductores eléctricos existen diferentes manera de categorizarlos, y a su vez, cada categoría se divide en materiales o medios de mayor conductividad eléctrica.
Los mejores conductores eléctricos por excelencia son los metales sólidos, entre los que pueden mencionarse el cobre, el oro, la plata, el aluminio, el hierro y algunas aleaciones.
Sin embargo, existen otros tipos de materiales o soluciones que poseen excelentes propiedades de conducción eléctricas, como el grafito o las soluciones salinas.
Conductores metálicos
Estos deben su alta conductividad a las nubes de electrones que se encuentran libres y que favorecen la buena circulación de la corriente eléctrica a través de ellos. Dichos metales ceden los electrones que se encuentran en la última órbita de sus átomos sin que necesiten grandes cantidades de energía, lo que hace posible que se dé el salto de electrones de un átomo a otro.
Por el contrario las aleaciones se caracterizan por tener una alta resistencia que es proporcional a la longitud y diámetro del conductor.
Las aleaciones que más se utilizan para las instalaciones eléctricas, son el latón, una aleación de cobre y zinc, aleación de hierro y estaño, cobre y níquel, y cromo y níquel.
Tipos de cables eléctricos metálicos
A nivel comercial existen variados tipos de cables eléctricos, a continuación reseñamos los que con mayor frecuencia son utilizados en las instalaciones eléctricas.
- Unipolares: están formados por un hilo conductor, pueden ser de alambre desnudo o alambre aislado. El alambre desnudo no es flexible y no posee recubrimiento alguno, se utiliza para hacer las conexiones a tierra.
Conductor de alambre desnudo
El alambre aislado es muy similar al anterior, solo que está recubierto por un material aislante de plástico, que evita que tenga contacto directo con otros elementos.
Conductor de alambre aislado
- Multipolares: se forman con la unión de uno o más de un cable o alambre, se agrupan todos y se entorchan de manera conjunta por segunda vez, es decir, tienen el propio aislamiento de cada conductor más uno que los reúne a todos en un conjunto único.
Conductor de cordón
- Tipo mangueras: está formado por dos o tres conductores rodeados de una protección especial.
- Rígidos: este tipo de cable es muy difícil de deformar.
- Flexibles: es que más se comercializa y el más utilizado, está compuesto por muchísimos alambres finos, recubiertos por un material plástico. Deben su flexibilidad a la gran cantidad de finísimos alambres finos.
- Planos: es un cable con muchos alambres conductores dispuestos paralelamente cada uno junto a otro en el mismo plano lineal de forma plana.
- Redondos: tienen una forma redondeada.
- Coaxial: su núcleo es chapado en cobre, está rodeado por un aislante dieléctrico y un escudo tejido de cobre rodea la capa aislante.
- Trenzado: consiste en pares de alambres de cobre aislantes, los cuales están trenzados alrededor del otro.
Conductores electrolíticos
Son todas aquellas soluciones que están constituidas por iones libres, que ayudan a la conducción eléctrica de clase iónica.
Este tipo de conductores están presentes en soluciones iónicas, ya que estas sustancias electrolíticas son sometidas a disociaciones parciales o totales, para formar los iones que serán portadores de carga.
El funcionamiento de los conductores electrolíticos se fundamenta en las reacciones químicas y al desplazamiento de la materia, esto permite que el movimiento de los electrones a través del camino de circulación sea habilitado por los iones libres.
Conductores gaseosos
Los gases que son sometidos previamente a un proceso de ionización se encuentran en esta categoría, lo cual posibilita la conducción de electricidad a través de estos.
El aire en sí mismo actúa como un conductor de electricidad cuando, al producirse la ruptura dieléctrica, favorece la formación de un medio conductor de electricidad para la formación de rayos y descargas eléctricas.
Ejemplos de conductores
- Aluminio: este tipo de material es altamente empleado en sistemas de transmisión eléctrica aéreos ya que su peso es tres veces más ligero, muy a pesar de tener una conductividad 35 % menor con respecto al cobre recocido. Las tomas de alta tensión son recubiertas con cloruro de polivinilo (PVC), con lo que se previene el sobrecalentamiento del conductor y aísla el paso de la corriente eléctrica del exterior.
- Cobre: por excelencia es el metal más utilizado como conductor eléctrico para las instalaciones eléctricas industriales y residenciales, ya que resulta más económico por su precio y su conductividad. Este puede ser empleado en conductores de bajo y mediano calibre, con uno o varios hilos, que dependerá de la capacidad amperimétrica del conductor.
- Oro: se utiliza en el montaje electrónico de microprocesadores y circuitos integrados. También es empleado para fabricar los bornes de las baterías para vehículos. Su conductividad es en promedio de 20 % menos que la conductividad del oro recocido, sin embargo es un material muy duradero y resistente a la corrosión.
- Plata: presenta una conductividad en promedio entre 9 y 10 % superior a la conductividad del cobre recocido, hasta la fecha es el metal con mayor conductividad eléctrica conocido. Es un material muy maleable y permite su deformación con mucha facilidad, su dureza es comparable a la del oro o el cobre. Sin embargo, su costo alto costo no lo hace tan atractivo para su uso en la industria.
Tipos de aislamiento para cables eléctricos
Casi todos los cables tienen una capa que los recubre o tienen un aislamiento que ayuda a prevenir que entren en contacto unos con otros y se produzca un cortocircuito.
Podemos identificar cada tipo de aislamiento que tiene un cable por las inscripciones que tienen impresa sobre él, estas no son otra cosa que sus abreviaciones en inglés. Los cables eléctricos que comúnmente son utilizados para las instalaciones en las viviendas y oficinas son: THN, THW, THHW y THWN.
- T (Thermoplastic): aislamiento termoplástico, este recubrimiento lo tienen todos los cables.
- H (Heat resistant): es altamente resistente al calor hasta 75° centígrados.
- HH (Heat resistant): es un cable que resiste el calor hasta 90° centígrados.
- W (Water resistant): cable ideal para exteriores, ya que resiste el agua y la humedad.
- LS (Low smoke): es un cable que tiene muy baja emisión de humo y bajo contenido de gases contaminantes.
- SPT (Service paralell thermoplastic): con esta nomenclatura se identifican los cables compuestos por un cordón de dos cables flexibles y paralelos con aislamiento de plástico, y que están unidos entre sí. También se le conoce con el nombre de cordón dúplex.
Clasificación de los aislamientos
Los aislamientos que recubren a los cables eléctricos podemos encontrar dos tipos de aislantes que se elaboran con diferentes compuestos. De acuerdo a estos se clasifican en aislamientos termoplásticos y aislamientos termoestables.
- Aislamiento termoplástico
- PVC: Policloruro de vinilo
- PE: Polietileno
- PCP: Policloropreno, neopreno o plástico
- Aislamiento termoestable
- XLPE: Polietileno reticulado
- EPR: Etileno-propileno
- MICC: Cobre revestido, mineral aislado
Significado de los colores en cables eléctricos
Los cables eléctricos tienen un aislamiento de alguno de los siguientes colores normalmente: Azul, bicolor (verde y amarillo), marrón, gris o negro.
Conductor de protección T.T (toma a tierra) – Cable verde y amarillo
Este color de cable se utiliza en las instalaciones eléctricas para la toma a tierra. Anteriormente se utilizaba el cable de color gris o blanco, pero para evitar confusiones, se empezó a utilizar este cable bicolor, que es mucho más llamativo.
Conductor neutro – Cable azul
En todo circuito eléctrico la corriente sale por el cable identificado con este color. Como conductor neutro, en la década de los 70 se utilizaba el cable de color rojo, por eso debes tomar las precauciones pertinentes, cuando se trabaja en un tablero eléctrico.
Conductores de fases – Cable marrón y negro
Por los cables identificados con estos colores es por donde entra la corriente eléctrica.
- Cable marrón
Es color de cable que se utiliza para la fase viva, también puede utilizarse el de color negro o gris, y dependerá de la estética del tablero que se colocará. Antiguamente se usaba el cable de color verde, por eso es recomendable que revises antes de manipular un circuito eléctrico si te encuentras un cable de este color.
- Cable negro
Es común que se utilice este color para identificar la fase, el uso de este color u otro color dependerá de la estética que quiera darle el técnico instalador.
- Cable blanco
Este color de cable es neutral, también pueden ser utilizados como tomas de tierra, y sólo se pueden conectar a un transformador para poder conducir la energía de vuelta.
- Cables de colores con rayas
Los cables con estas características también se les conocen como Cable guía, pueden ser utilizados como cables neutrales, al igual que el cable de color blanco.
- Cables de colores
Todos los cables de colores, a excepción de los que tienen una raya, son cables de corriente o de carga. El color de mayor uso es el rojo.
Medidas de los cables eléctricos
El cable eléctrico que elijas debe tener suficiente superficie que le permita garantizar la circulación de la corriente a través del circuito, si esto no es así, se corre el riesgo de sobrecalentarlo lo que pudiera ocasionar un cortocircuito. Las medidas de los cables eléctricos se los clasifican por categorías de acuerdo a su calibre, si los ubicamos en el sistema American Wire Gauge (AWG). Sin embargo es más frecuente que se clasifiquen de acuerdo a su diámetro, bajo el Sistema Métrico Decimal y asignar una categoría en milímetros cuadrados (mm2), que dependerá del diámetro de la sección. Debe tenerse especial cuidado con su capacidad de resistencia total, ya que si esta es muy grande se corre el peligro de perder mucha energía en forma de caídas de tensión, es decir, se generaría mucha pérdida de energía en la instalación, ocasionada por la resistencia. Por lo general una caída de tensión no debe ser superior al 3 % de la tensión total de toda instalación eléctrica.
Clasificación por su calibre y usos
- #4: Se emplea para la instalación de aires acondicionados centrales, equipos y maquinarias industriales que requieren de 240 voltios. El consumo de corriente eléctrica es muy alto.
- #6: su uso es frecuente al momento de hacer instalaciones para aires acondicionados, cocinas eléctricas y para las acometidas de energía eléctrica. El consumo de energía eléctrica es alto.
- #8: se recomienda emplear cables de este calibre al momento de hacer instalaciones para poner en funcionamiento secadoras de ropa, los refrigeradores domésticos y los aires acondicionados de ventana. La demanda de energía eléctrica de estos tipos de cables van de medio a alto.
- #10: ideales para cuando se hacen instalaciones eléctricas destinadas a la puesta en marcha de hornos de microondas, las licuadoras, tomas de casas y oficinas y las extensiones de uso regular. El consumo de energía eléctrica para este tipo de cables es medio.
- #12: su empleo es el más idóneo para cuando se necesita hacer las instalaciones para las luminarias tanto públicas como domésticas, las tomas o puntos de corriente en los hogares y si se desea usar extensiones reforzadas. El consumo de energía eléctrica va de medio a bajo.
- #14: su consumo de energía es bajo y se emplea para hacer instalaciones eléctricas destinadas a las extensiones de bajo consumo y la colocación de lámparas.
- #16: su demanda de energía eléctrica es muy bajo y suelen emplearse para la instalación de timbres, sistemas de seguridad y equipos electrónicos, como los termostatos.
Tensiones en los Cables
De acuerdo a la tensión para la cual están diseñados para funcionar los cables eléctricos, se clasifican en grupos de tensiones que van por rangos de voltios. Entre los cuales tenemos los cables de muy baja tensión y pueden llegar hasta los 50 V, hasta llegar a los cables de muy alta tensión y cuya capacidad supera los 770 kV.
Por esta razón es muy importante antes de hacer cualquier elección de algún tipo de cable, revisar la tabla REBT (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión), las tensiones de trabajo que debe tener para cumplir con la normativa.
Al momento de abordar el tema de un cable conductor, se debe considerar que existen dos tipos de tensiones diferentes.
- Tensión Nominal: es la que entra por el conductor y la cubierta del cable, a esta la podemos denominar como Tensión Fase-Neutro o Fase-Tierra. Esta es la tensión de fase para la cual fue fabricado el cable y sus accesorios.
- Tensión Nominal entre dos conductores: esta es la tensión para la cual fue fabricado el cable, con ella se definen los tipos de conductores eléctricos y sus características de acuerdo a los resultados obtenidos, una vez que fueron sometidos a diferentes pruebas eléctricas. A esta tensión se le podría definir como la Tensión de Línea, para la cual fue fabricado el cable.
A estas dos tensiones nominales, también se le conoce como Tensión Asignada para el cable conductor, o tensiones de aislamiento.
Rotulado de los cables eléctricos
Las empresas dedicadas a la fabricación de cables eléctricos rotulan o marcan sus productos utilizando letras y números que siguen una norma internacional. Los cables de baja tensión se dividen en: cables con aislamiento de 450/750V y los cables con aislamiento de 0.6/1Kv.
Designación Cables 450/750V
1.- Lo primero que se observa al revisar la cubierta de un cable eléctrico es la marca del cable con el cual la empresa fabricante lo comercializa (Nombre Comercial).
2.- Entre las normas que debe cumplir cable, tenemos:
H: esta letra indica que el cable está diseñado y construido según normas armonizadas
A o ES y/o ES-N: nos indica que fue fabricado conforme a las normas nacionales.
3.- Tensión Asignada: esta viene especificada de acuerdo a una serie de códigos.
01: 100/100 v
03: 300/300 v
05: 300/500 v
07: 450/750 v
4.- Material del Aislamiento:
B: Goma de etileno-propileno (EPR)
G: Copolímero etileno-acetato de vinilo (EVA)
N2: Mezcla especial de policloropreno
R: Goma natural (NR) o goma de estireno-butadieno (SBR)
S: Goma de silicona
V: Policloruro de vinilo (PVC)
V2: Mezcla de PVC (soporta los 90 ºC)
V3: Mezcla de PVC (soporta bajas temperaturas)
V4: Policloruro de vinilo (reticulado)
Z: Mezcla de poliolefina con muy baja emisión de gases corrosivos y humos
Z1: Mezcla termoplástica de poliolefina con poca o baja emisión de gases corrosivos y humos
5.- Revestimiento Metálico (de tenerlo)
C4: posee una pantalla de cobre con forma de trenza, sobre los conductores aislados reunidos.
6.- Material de la cubierta externa:
B: goma de etileno-propileno (EPR).
G: Copolímero etileno-acetato de vinilo (EVA).
J: indica que tiene una trenza de fibra de vidrio.
N: Policloropreno o un producto similar.
N4: Polietileno clorosulfonado (CM).
N8: Policloropreno especialmente resistente al agua.
Q: Poliuretano (TPU).
R: puede contener goma natural (NR) o goma de estireno-butadieno (SBR).
S: Goma de silicona.
T: viene con una trenza textil, impregnada o no, sobre conductores aislados.
V: Policloruro de vinilo (PVC).
V2: Mezcla de PVC (soporta los 90º C).
V3: Mezcla de PVC (soporta bajas temperaturas).
V4: Policloruro de vinilo (reticulado).
V5: Mezcla de PVC (altamente resistente al aceite).
Z: Mezcla reticulada de poliolefina con muy baja emisión de gases corrosivos y humos.
Z1: Mezcla termoplástica de poliolefina con poca o baja emisión de gases corrosivos y humos
7.- De acuerdo a su Flexibilidad:
D: cable flexible, ideal para ser instalado en máquinas de soldar.
E: es un tipo de cable muy flexible, y también es ideal para máquinas de soldar.
F: cable flexible de cobre que se emplea para servicios móviles.
H: es un tipo de cable extra flexible.
K: es un cable de cobre flexible, que se emplea para las instalaciones fijas.
R: cable rígido, con una sección circular y de varios alambres.
U: son cables de un solo alambre, rígidos y de sección circular.
Y: tipo de cable de cobre en forma de cintas, que se encuentran en un soporte y tienen forma de hélice.
¿Qué amperaje soportan los cables de cobre?
- 20 AWG: 2 Amperios
- 18 AWG: 10 Amperios
- 16 AWG: 13 Amperios
- 14 AWG: 18 Amperios
- 12 AWG: 25 Amperios
Tipos de empalmes
El empalme o también conocido como enlace de cableado eléctrico, no es más que la unión de dos o más cables de una instalación eléctrica. Aunque en la actualidad por comodidad y rapidez, es común el uso de fichas de empalme y similares, es conveniente que se sigan realizando los empalmes, cuando sea necesario. A continuación te presentamos una grafica donde se podrán observar los diferentes tipo de empalme.
Conector para empalme
Si te gustó este artículo, también puedes visitar:
Conoce los diferentes Tipos de Cables
Aprende sobre el sistema de cableado estructurado