Электрический соединитель

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 января 2022 года; проверки требуют 22 правки.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Разъём XLR с ключом, обеспечивающим совпадение контактов
Разобранный тройник. Видны штыри его вилки, к которым прикреплены пластины, образующие скобы, в которые входят штыри электроприборов

Электри́ческий соедини́тель (разъём) — электротехническое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения электрических цепей[1].

Разъём обычно состоит из двух или более частей: вилки (той части соединителя, из которой выступают штыри (штыревые контакты)) и соответствующей ей розетки (той части соединителя, в которой находятся углубления для штырей (гнездовые контакты)). ГОСТ IEC 60050-151-2014, введённый в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2015 года приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 ноября 2014 г. № 1561-ст, даёт другое определение розетке и вилке.

Штепсельная розетка — соединитель, присоединенный к аппарату или к конструктивному элементу, или к подобному. Примечание — контактные элементы штепсельной розетки могут быть гнездовыми контактами, штыревыми контактами или и теми и другими. Назван розеткой по аналогии с круглым элементом декора, крепящемся на стене или потолке. Сам же декор получил название от слова «роза». В дальнейшем розеткой стали называть любые аналогичные устройства, не обязательно электрические.

Штепсельная вилка — соединитель, присоединённый к кабелю. Гнездо — источник электропитания; вилка — потребитель: в разомкнутом состоянии на вилке соединения не должно быть напряжения.

В профессиональной деятельности и в быту часто говорят «разъём», «штекер» (от нем. Stecker «вилка»). Иногда вилку и розетку называют соответственно словами «папа» и «мама» (англ. «male» и «female» соответственно), особенно если обе части соединителя не закреплены на монтажной поверхности. Эти названия не являются официально признанными терминами (то есть такое словоупотребление ненормативно), однако часто используются электронщиками.

Устройство

[править | править код]

Электрическое соединение совершается путём создания электрического контакта между проводниками. Число контактов определяется назначением разъёма и может составлять от одного до нескольких тысяч. Конструктивно электрический соединитель состоит, как правило, из двух частей: вилочной (вилки) и розеточной (розетки). Каждая из частей в свою очередь обычно состоит из корпуса и изолятора с контакт-деталями.

Корпус соединителя бывает разборным и неразборным; изготавливаются корпуса из пластика, резины, керамики, металла и других материалов. Изолятор — деталь вилки или розетки, расположенная внутри корпуса и предназначенная для механического крепления контакт-деталей и электрической изоляции их друг от друга. Изготавливается из пластика или керамики. В неразборных корпусных частях соединителя изолятор обычно отсутствует.

Контакт-деталь — деталь, соприкасающаяся с другой при сочленении частей электрического соединителя для образования электрического контакта. Изготавливается из металла с хорошей электропроводностью (сплавов алюминия или меди) и часто покрывается благородными металлами (серебро, золото, платина) для предотвращения окисления. Часть контакт-детали, к которой присоединяются металлические жилы провода или кабеля, называется хвостовиком электрического соединителя. По способу соединения с жилами провода различают хвостовики для пайки, сварки, обжимки и накрутки. Для закрепления экрана кабеля к кожуху или корпусу электрического соединителя служит деталь под названием экранный зажим.

Кабельный зажим — деталь на монтажной стороне части соединителя, обеспечивающая защиту хвостовиков электрического соединителя от механических усилий. В соединителях, использующихся на неподвижных устройствах и агрегатах, кабель в корпус соединителя может вводиться через круглое отверстие. Кабель соединителя, установленного на подвижных частях устройств и агрегатов, может подвергаться изгибам и натяжениям, что может привести к повреждению жил кабеля в месте присоединения к контакт-деталям или повреждению самих хвостовиков. Чтобы этого не произошло, соединители оснащают специальным кабельным зажимом, либо устройством защиты от натяжения и скручивания, либо и тем и другим одновременно. Соединитель, предназначенный для работы в пыльной и влажной среде дополнительно оснащается уплотнителем (прокладкой) и заглушкой — деталью, предназначенной для защиты контакт-деталей и изолятора от механических и климатических воздействий.

Для исключения возможности ошибочного соединения большинство разъёмов выполняют с ориентирующими элементами, на профессиональном жаргоне часто называемыми «ключами».

Ориентирующий элемент — это направляющие в форме разных выступов и пазов, обеспечивающие при сочленении взаимную ориентацию частей электрического соединителя. Ориентирующие элементы предназначены, как правило, для того, чтобы каждый контакт одной части соединителя соединился с предназначенным ему ответным контактом другой при сочленении.

Соединитель представляет собой, как правило, парное устройство: часть «папа» (англ. male plug; по ГОСТ — вилочная часть) содержит штыревые контакты (штыри); «мама» (англ. female plug; по ГОСТ — розеточная часть) содержит гнездовые контакты[1]. Штыревые и гнездовые контакты, соприкасающиеся при образовании электрического контакта, совместно именуются контакт-деталями[2]. Штыревая контакт-деталь предназначена для ввода в гнездовую и электрического контактирования с ней по своей внешней рабочей поверхности, а гнездовая — со штыревой по своей внутренней рабочей поверхности. Гнездовая контакт-деталь обычно представляет собой одну или две пружинящие пластины. При сочленении соединителя штырь касается пластин, которые, изгибаясь, охватывают его, обеспечивая постоянный электрический контакт.

Существуют и соединители, содержащие в одной части как штыревые, так и гнездовые контакты. В русскоязычной технической и справочной литературе такие соединители называются гибридами электрического соединителя. В англоязычной литературе такие разъёмы называют гермафроди́тными (англ. hermaphroditic) или беспо́лыми (англ. genderless, sexless).

Значительное распространение имеют разъёмы, в которых отсутствуют контактные штыри и, соответственно, обхватывающие их контакты. Вместо штырей используются контактные площадки, которые выглядят равнозначно с обеих сторон разъёма (например, у разъёма USB или у процессоров фирмы «Intel» семейства Core).

В советской технической литературе была однозначно принята классификация по признаку «розетка-гнездо-штекер» с возможным дополнительным уточнением типа и самих контактов «папа» или «мама» [источник не указан 546 дней].

Таким образом, учитывая обе эти классификации, получается четыре группы разъёмов:

  • часть, располагаемая на основной (неподвижной) части устройства:
  • гнездо «мама»;
  • гнездо «папа»;
  • часть, располагаемая на подвижной части (кабеле):
  • штекер «мама»;
  • штекер «папа».

Классификация

[править | править код]

В подавляющем большинстве стран мира, как и в России, используются розетки типа С с круглыми отверстиями. Однако, не во всем мире такая форма розеток. В некоторых странах вид розеток отличается. Также иногда варьируется стандарт напряжения.

Напряжение и частота. 220/50, 220/60, 110/50, 110/60
Типы вилок
Типы штепселей

В зависимости от области использования и типа оборудования разъёмы классифицируются по:

  • назначению (сигнальные, питающие, аудио-, видео-, компьютерные и прочие);
  • напряжению (низковольтные, высоковольтные);
  • силе тока (слаботочные, сильноточные);
  • диапазону частот проходящего через них тока (на переменный ток (англ. АC), на постоянный ток (англ. DC); низкочастотные, высокочастотные);
  • методу монтажа (на панель, на провод, на шасси);
  • способу подключения провода к контакту (винтовая клемма, обжим, пайка);
  • защищённости от внешней среды (для оценки которой чаще всего используется система IP. Самая высокая степень защиты — IP68).

Общие характеристики:

Существуют по классификации и материалам, применяемым в розетках, латунные и бронзовые. Самые распространённые — латунные по внутреннему составу[3]. Розетки существуют в исполнениях для скрытой установки (встраиваемые) и для открытой (накладные).

На сегодняшний день используется огромное число типов соединителей (разъёмов). Вот лишь некоторые их распространённые типы:

Энциклопедический словарь содержит перевод нем. stecker в двух равноценных статьях: «штеккер»[4] и «штекер»[5].

Силовые розетки

[править | править код]
Цепочка различных штепселей
Розетка типа F (Schuko)
Основная статья: Силовые вилки и розетки для переменного тока

Имеют, в зависимости от типа, от двух до пяти отверстий, в которых находятся контакты под напряжением. Розетки специального назначения могут иметь и большее количество контактов.

Силовые розетки бывают как для однофазной, так и для трёхфазной сети, различных степеней защиты, также с различными механизмами защиты от случайного проникновения («защита от детей»). Также применяются в переносных удлинителях и разветвителях.

В большинстве силовых розеток 220/380 В для обеспечения контакта используется упругость полоски из малоупругого контактного металла, обычно латуни, а в дешевых розетках из стали (то есть плоская пружина). Малая упругость материала и большие нагрузки на изгиб в плоской пружине (см. закон Гука) при частом включении/выключении приводят со временем к тому, что плоская пружина теряет упругость, контакт становится хуже, что приводит к излишнему нагреву или контакт совсем пропадает и розетка перестаёт функционировать. Более надёжные розетки, в которых упругая винтовая пружина, через прижимную пластину, прижимает штырь вилки к контактной пластине розетки, или контакты дополнительно усилены пружиной.

Розетки с основой из керамики менее пожароопасны, чем пластмассовые. В настоящее время в подавляющем большинстве в качестве основы применяются термопласты, например PC (поликарбонат), которые отличаются стойкостью к высоким температурам и не поддерживают горение.

В России распространены типы C («советская», двухполюсная) и F («евро», трёхполюсная). При этом тип C допустим только в жилых зданиях, а в новых зданиях розетки должны устанавливаться только тип F, а установленные постепенно меняться на тип F.

По типу проводки розетки бывают открытыми (для открытой проводки; также называемые накладными) и закрытыми (для скрытой проводки; также называемые встраиваемыми).

По степени пылевлагозащищенности:

Кроме того, розетки имеют ряд параметров: максимальный ток, максимальное напряжение, надёжность и т. п. Практически все розетки обычной бытовой однофазной сети напряжением 220 В выпускаются с запасом до 250 В.

Электрические розетки часто оборудуются защитными приспособлениями[6]: шторками (внутри, открываются только при одновременном воздействии на обе шторки, и в рекламе утверждается что ребенок не сможет вставить один гвоздь) и крышками (снаружи, защищают розетку от внешних воздействий).

С 2018 года рекомендацией МЧС России был утвержден современный метод защиты розеток от искрения, перегрева и возникновения огня, для этого в монтированный в стене подрозетник необходимо установить противопожарную пластину, которая в случае выделения избыточного тепла, искрения или возникновения открытого огня выделяет огнетушащее вещество (перфтор - 2-метил-3-пентанон) разрушая на химическом уровне процесс горения.

Сигнальные (информационные) розетки

[править | править код]
Основная статья: Проводное вещание
Вилка ВПВ-1 с розеткой РПВ-1 для абонентской радиоточки

В СССР для подключения радиоточек использовались розетки стандарта, похожего на стандарт для силовых розеток. Для того, чтобы отличать эту розетку от силовой, на ней делалась надпись «радио» (соответствующая надпись была и на вилке). Однако в связи со случаями включения радиоточек в розетку 220В, для установки радиоточек стали применять розетки РПВ-1 и РПВ-2 (для скрытой проводки), похожие на переходную розетку A/C.

Телефонные розетки

[править | править код]

Слаботочные розетки, для подключения кабеля проводных и беспроводных телефонных аппаратов к телефонной сети. Ответная часть розетки — штекер, предназначенный для оконцовки кабеля (монтажа разъёма на конец кабеля) Существует несколько стандартов:

  • Штекеры стандарта RJ
    Штекеры стандарта RJ
  • Штекер стандарта TAE
    Штекер стандарта TAE
  • RJ-9 для подключения трубки и гарнитуры к IP-телефону
    RJ-9 для подключения трубки и гарнитуры к IP-телефону

Registered Jack

[править | править код]
Основная статья: Registered Jack
  • RJ-9 (P4C4). Разъёмы RJ-9 (P4C4) Используются для соединения телефонных аппаратов с телефонными трубками (микротелефонный). RJ расшифровывается, как Registered Jack[7].
  • RJ-11 (P6C4, Р6С2). Разъёмы RJ-11 (P6C4, Р6С2) чаще всего используются в телефонии для коммутации телефонных аппаратов с телефонной линией (линейный). Разумеется, что штекеры обоих стандартов разъёмов (RJ-9 и RJ-11), несовместимы друг с другом: сделано это специально во избежание путаницы.

РТШК-4

[править | править код]

Стандарт на телефонные розетки обозначавшиеся (в четырёхконтактном варианте) GTN-4 и соответствующие вилки WT-4[8][9][10] был разработан и внедрён в Польше (серия BN-90/3213-22[11]). Стандарт был адаптирован в СССР как ГОСТ 8810-81 Розетки и вилки телефонные, согласно которому четырёхконтактная розетка обозначалась РТШ(К)-4 (аббревиатура расшифровывается как «розетка телефонная штепсельная с конденсатором 4-контактная»), а вилка — ВТ-4 (расшифровывается «вилка телефонная»)[12]. Также существовали менее распространённые шестиконтактные варианты вилок — WT-6, ВТ-6 и розеток — GTN-6, РТШК-6. До внедрения розетки телефон подключался неразъёмным способом, с помощью специальной отводной коробки[13]. Все розетки РТШК в помещении должны были включаться в цепочку, при отключении всех аппаратов из которой линия замыкалась конденсатором ёмкостью 1 мкФ, что обеспечивало возможность проверки исправности линии при отключённом телефонном аппарате. Конденсатор устанавливался обычно в одну, самую последнюю, розетку[13]. После упразднения стандарта в 1992 году[12] производятся розетки и вилки данного стандарта совмещённые с разъёмом RJ-11.

  • Розетки и вилки РТШ(К), GTN, ВТ, WT
  • Совмещённая телефонная розетка, включающая в себя разъёмы РТШК-4 и RJ-11
    Совмещённая телефонная розетка, включающая в себя разъёмы РТШК-4 и RJ-11
  • Совмещённая телефонная вилка, включающая в себя разъёмы РТШК-4 и RJ-11
    Совмещённая телефонная вилка, включающая в себя разъёмы РТШК-4 и RJ-11
  • Штекеры RJ-11 и РТШК-4, соединённые телефонным проводом
    Штекеры RJ-11 и РТШК-4, соединённые телефонным проводом
  • Сравнение розеток GTN-6 и GTN-4
    Сравнение розеток GTN-6 и GTN-4
  • Разобранная розетка GTN-6c (аналог РТШК-6), виден конденсатор 1 мкФ
    Разобранная розетка GTN-6c (аналог РТШК-6), виден конденсатор 1 мкФ
Розетки и вилки по BN-90/3213-22[11] (Польша) и ГОСТ 8810-81[12] (СССР)
Розетка Вилка Число контактов Комментарий
BN 3213-22 ГОСТ 8810 BN 3219-22 ГОСТ 8810
GTN-4 РТШ-4 WT-4 ВТ-4 4
GTN-4c РТШК-4 Розетка с конденсатором
GTN-6 РТШ-6 WT-6 ВТ-6 6
GTN-6с РТШК-6 Розетка с конденсатором


Розетки для звуковых сигналов

[править | править код]
Основная статья: Разъём DIN
Основная статья: XLR

Розетки коаксиальных линий

[править | править код]
Основная статья: Коаксиальный радиочастотный разъём

Розетки для компьютерных сетей

[править | править код]

Конструкция старых типов локальных сетей, на коаксиальном кабеле, была такова, что исключала наличие настенных розеток (см. 10BASE5, 10BASE2). Возможность использовать настенные розетки пришла с распространением локальных сетей на витой дифференциальной паре проводов (см. 10BASE-T, 100BASE-T4, 100BASE-TX). Такие розетки называют RJ-45 или, более правильно, «8P8C» — 8 посадочных мест с 8 же контактами. Современные розетки этого типа выполняются либо накладными (обычно параллелепипед с одним или несколькими отверстиями в торце), либо для встраивания в стену (отдельно, либо в составных изделиях).

В офисных зданиях для упрощения разводки иногда применяют как для телефонов, так и для компьютеров, исключительно розетки 8p8c, которые потом подсоединяются на кросс-панели в серверной комнате либо к компьютерной сети, либо к телефонной сети, исходя из потребностей фирмы. (телефонный разъём RJ-11 входит и корректно фиксируется в разъём RJ-45, при этом 4 контакта RJ-11 соединяются с средними 4 контактами разъёма RJ-45)

Прочие типы розеток

[править | править код]

Разнимаемое соединение настолько удобно, что его используют внутри и снаружи многих радиоэлектронных и силовых устройств. Иногда вмещающие части таких соединений тоже называют розетками, а вставляемые — вилками.

Информационные розетки могут быть не только проводными, но и оптическими. Оптические розетки в большинстве случаев используются для передачи дискретных сигналов, как например сигналы компьютерных сетей (FOIRL, 10BASE-F, 10BASE-FL, 100BASE-SX, 100BASE-FX и т. д.) или звуковые сигналы в цифровой форме (TOSLINK).

Конструирование

[править | править код]

Создание нового современного соединителя является нелёгкой задачей: разработчик должен рассмотреть, помимо технико-экономических и экологических факторов, ещё и требование намеренной несовместимости. Новый разъём не должен допускать ошибочное включение в имеющиеся в практической эксплуатации прочие виды соединителей, количество которых весьма велико, и разработчик должен иметь представление о каждом из них. Неполное соблюдение этого требования на практике приводит к тому, что, например, вилка разъёма USB типа А подходит к Ethernet-розетке, а значит, рано или поздно может быть в неё подключена по ошибке. Хотя в бытовых условиях эта конкретная ситуация электрически безопасна, тем не менее она порой приводит к недоумению. Опасный пример — подключение радиоточки в осветительную сеть: их вилка и розетка часто были полностью совместимы.

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 ГОСТ 21962-76. Соединители электрические. Термины и определения.
  2. ↑ ГОСТ 14312-79. Контакты электрические. Термины и определения.
  3. ↑ ГОСТ 24566-86 «Соединители плоские втычные. Основные размеры, технические требования и методы испытаний»
  4. ↑ dic.academic.ru/dic.nsf/es/65461/штеккер // Энциклопедический словарь. 2009.
  5. ↑ dic.academic.ru/dic.nsf/es/106467/штекер // Энциклопедический словарь. 2009.
  6. ↑ Десять фактов о розетках 220В. FORUMHOUSE: Дом и дача. Дата обращения: 3 декабря 2015. Архивировано 3 декабря 2015 года.
  7. ↑ Как самостоятельно подключить телефонную розетку? Дата обращения: 23 января 2019. Архивировано 24 января 2019 года.
  8. ↑ Norma branżowa. BN-90 3213-22/02 Wtyczki telefoniczne typu WT-4 (пол.). — Warszawa, 1991.
  9. ↑ Schemat telefonu Aster (prod. Radomska Wytwórnia Telefoniczna)
  10. ↑ Schemat telefonu CB-662 z podświetlaną tarczą
  11. ↑ 1 2 BN-90/3213-22 - Biblioteka Politechniki Lubelskiej (англ.). bc.pollub.pl. Дата обращения: 31 октября 2024.
  12. ↑ 1 2 3 ГОСТ 8810-81 (СТ СЭВ 5396-85). Розетки и вилки телефонные. Технические условия. — Москва, 1981.
  13. ↑ 1 2 Телефонные розетки на www.aboutphone.info. Дата обращения: 21 января 2019. Архивировано из оригинала 3 февраля 2017 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Электрический_соединитель&oldid=141525656