Observación y medición de cables eléctricos utilizando microscopios digitales
Cable eléctrico es un término genérico para los alambres metálicos que transmiten energía eléctrica y señales. Los cables eléctricos se pueden clasificar en cables de líneas eléctricas y cables de comunicaciones según el uso previsto. Esta sección proporciona una visión general de los cables eléctricos y presenta ejemplos de cómo observarlos y medirlos utilizando un microscopio digital.
- Diferencias entre hilos y cables eléctricos
- Materiales y características de los conductores
- Diferencias en las regulaciones sobre las áreas de sección transversal de los cables eléctricos entre Japón y Estados Unidos
- Áreas de sección transversal y corrientes permitidas de los cables eléctricos
- Ejemplos de observación y medición de cables eléctricos utilizando microscopios digitales
Diferencias entre hilos y cables eléctricos
Cable eléctrico es un término genérico que designa los alambres metálicos que conducen la electricidad. Algunos alambres se clasifican como cables en función de sus diferencias estructurales.
- Cable eléctrico (cable aislado)
- Un cable eléctrico es un conductor, que transmite electricidad, que está cubierto con un aislante, que no transmite electricidad.
- Cable
- Un cable es un manojo de hilos eléctricos cubiertos por una funda.
- A: Conductor
- B: Aislante
- C: Funda
- D: Relleno
- E: Cinta aglutinante
Materiales y características de los conductores
Casi todos los conductores utilizados para hilos y cables eléctricos están hechos de cobre o aluminio.
Basándose únicamente en la conductividad, la plata y el oro también son buenos materiales. Sin embargo, estos materiales rara vez se utilizan porque son caros.
| Material | Conductividad (% según la Norma Internacional del Cobre Recocido (IACS)) | Resistividad (10−6 Ωm) |
|---|---|---|
| Ag (plata) | 106.4 | 0.0162 |
| Cu (cobre) | 100 | 0.0172 |
| Au (oro) | 71.8 | 0.024 |
| Aluminio (Al) | 61.7 | 0.0275 |
Características del cobre y el aluminio
Los conductores de cobre y aluminio utilizados para hilos y cables eléctricos tienen las siguientes características.
- Cobre
-
- El cobre conduce la electricidad muy fácilmente gracias a su alta conductividad.
- Básicamente, el cobre no se oxida en aire seco a temperatura ambiente.
- El cobre se utiliza generalmente como conductor en los cables de uso común.
- Aluminio
-
- La densidad del aluminio es menor que la del cobre, con un peso de un tercio de la del cobre. Este material ligero es adecuado para aplicaciones de larga distancia, como las líneas eléctricas.
- Cuando el aluminio se oxida, la superficie se cubre con una capa de alúmina, que es resistente a la corrosión.
- El aluminio es barato y está disponible a un precio entre un tercio y la mitad que el cobre.
Diferencias en las regulaciones sobre las áreas de sección transversal de los cables eléctricos entre Japón y Estados Unidos
En Japón, las áreas de sección transversal de los cables eléctricos (cables trenzados) se regulan con las Normas Industriales Japonesas (JIS). La unidad es SQ, que tiene su origen en una medida inglesa para áreas de sección transversal, el milímetro cuadrado. Las normas UL de Estados Unidos utilizan el calibre de cable americano (AWG). La tabla siguiente muestra las conversiones entre AWG (UL) y SQ (JIS).
| Calibre del cable (normas UL) | Diámetro exterior (mm/pulgadas) | Áreas de sección transversal (mm2/pulgadas2) | Tamaño SQ correspondiente (JIS) |
|---|---|---|---|
| AWG 4/0 | 11.68 mm (0.460") | 107.2 mm2 (0.1662 pulgadas2) | 100 SQ |
| AWG 3/0 | 10.40 mm (0.409") | 85.03 mm2 (0.1318 pulgadas2) | 80 SQ |
| AWG 2/0 | 9.266 mm (0.365") | 67.42 mm2 (0.1045 pulgadas2) | 60 SQ |
| AWG 1/0 | 8.254 mm (0.325") | 53.49 mm2 (0.0829 pulgadas2) | 60 SQ |
| AWG 1 | 7.348 mm (0.289") | 42.41 mm2 (0.0657 pulgadas2) | 38 SQ |
| AWG 2 | 6.543 mm (0.258") | 33.63 mm2 (0.0521 pulgadas2) | 38 SQ |
| AWG 4 | 5.189 mm (0.204") | 21.15 mm2 (0.0328 pulgadas2) | 22 SQ |
| AWG 6 | 4.115 mm (0.162") | 13.30 mm2 (0.0206 pulgadas2) | 14 SQ |
| AWG 8 | 3.264 mm (0.129") | 8.37 mm2 (0.0130 pulgadas2) | 8 SQ |
| AWG 10 | 2.588 mm (0.102") | 5.26 mm2 (0.0082 pulgadas2) | 5.5 SQ |
| AWG 12 | 2.052 mm (0.081") | 3.31 mm2 (0.0051 pulgadas2) | 3.5 SQ |
| AWG 14 | 1.628 mm (0.064") | 2.08 mm2 (0.0032 pulgadas2) | 2 SQ |
| AWG 16 | 1.290 mm (0.051") | 1.31 mm2 (0.002 pulgadas2) | 1.25 SQ |
| AWG 18 | 1.024 mm (0.040") | 0.823 mm2 (0.0013 pulgadas2) | 0.75 SQ |
| AWG 20 | 0.8128 mm (0.032") | 0.519 mm2 (0.0008 pulgadas2) | 0.5 SQ |
| AWG 22 | 0.6426 mm (0.025") | 0.324 mm2 (0.0005 pulgadas2) | 0.3 SQ |
| AWG 24 | 0.5105 mm (0.020") | 0.205 mm2 (0.0003 pulgadas2) | 0.2 SQ |
| AWG 26 | 0.4039 mm (0.016") | 0.128 mm2 (0.0002 pulgadas2) | 0.12 SQ |
| AWG 28 | 0.3200 mm (0.013") | 0.0804 mm2 (0.0001 pulgadas2) | 0.08 SQ |
| AWG 30 | 0.2540 mm (0.010") | 0.0507 mm2 (0.0001 pulgadas2) | 0.05 SQ |
Áreas de sección transversal y corrientes permitidas de los cables eléctricos
Cuanto mayor sea el área de sección transversal de un cable eléctrico, mayor será la corriente admisible.
La siguiente tabla muestra las corrientes permitidas de los cables de cobre típicos.
| Diámetro (mm/pulgadas) | Corriente admisible (A) |
|---|---|
| 1 mm (0.039") | 16 |
| 1.2 mm (0.047") | 19 |
| 1.6 mm (0.063") | 27 |
| 2 mm (0.079") | 35 |
| 2.6 mm (0.102") | 48 |
| 3.2 mm (0.126") | 62 |
| 4 mm (0.157") | 81 |
| 5 mm (0.197") | 107 |
| Áreas de sección transversal (mm2/pulgadas2) | Corriente admisible (A) |
|---|---|
| 0.9 mm2 (0.0014 pulgadas2) | 17 |
| 1.25 mm2 (0.0019 pulgadas2) | 19 |
| 2 mm2 (0.0031 pulgadas2) | 27 |
| 3.5 mm2 (0.0054 pulgadas2) | 37 |
| 5.5 mm2 (0.0085 pulgadas2) | 49 |
| 8 mm2 (0.0124 pulgadas2) | 61 |
| 14 mm2 (0.0217 pulgadas2) | 88 |
| 30 mm2 (0.0465 pulgadas2) | 139 |
| 50 mm2 (0.0775 pulgadas2) | 190 |
| 100 mm2 (0.1550 pulgadas2) | 298 |
| 200 mm2 (0.3100 pulgadas2) | 469 |
| 400 mm2 (0.6200 pulgadas2) | 745 |
| 600 mm2 (0.9300 pulgadas2) | 930 |
| 800 mm2 (1.2400 pulgadas2) | 1080 |
| 1000 mm2 (1.5500 pulgadas2) | 1260 |
Ejemplos de observación y medición de cables eléctricos utilizando microscopios digitales
Estos son los últimos ejemplos de observación y medición de cables eléctricos utilizando el Microscopio Digital 4K Serie VHX de KEYENCE.
El accesorio de difusión permite la observación sin deslumbramiento.
Inferior: Imagen normal, Superior: Composición de profundidad + imagen HDR
La función HDR permite una observación detallada de secciones transversales de cables.
Imagen normal
Imagen de modo óptico efecto de sombra
La función de composición de profundidad 3D permite una observación precisa de las formas de los defectos.
El metal de soldadura que se eleva por encima de la superficie se puede cuantificar utilizando la función de medición 3D, lo que permite un juicio de OK/NG preciso.
Imagen de medición automática de área
Las diferencias de las condiciones de la superficie causadas por las diferencias en los materiales y las condiciones de fabricación se pueden visualizar utilizando la función de composición de profundidad 3D.
