Мужские и женские компоненты в технике и производстве.

Введение

Мужские компоненты вставляются в женские компоненты.

В электротехнической и машиностроительной отраслях и производстве каждой половине пары соединяемых разъемов или крепежных элементов традиционно присваивается обозначение «мужской» или «женский». Женский разъем обычно представляет собой гнездо, которое принимает и удерживает мужской разъем. Иногда используется альтернативная терминология, такая как «вилка и розетка» или «гнездо», особенно для электрических разъемов. Это назначение является прямой аналогией с мужскими и женскими половыми органами, где часть, имеющая один или несколько выступов или входящая внутрь другой, обозначается как «мужская», а часть, содержащая соответствующие углубления или охватывающая другую снаружи, – как «женская». Расширение этой аналогии приводит к использованию глагола «соединять» для описания процесса соединения двух соответствующих частей вместе. В некоторых случаях (особенно в силовых электрических разъемах) пол разъемов выбирается в соответствии со строгими правилами для обеспечения однонаправленности (например, потока энергии от одного устройства к другому). Это разделение по полу применяется для повышения безопасности или обеспечения правильной функциональности путем предотвращения создания небезопасных или неработоспособных конфигураций. С точки зрения математической теории графов, сеть распределения электроэнергии, состоящая из вилок и розеток, представляет собой ориентированное дерево, где направление стрелок соответствует передаче электрической энергии от женского к мужскому разъему через каждое сопряженное соединение. Это пример, когда мужские и женские разъемы были специально разработаны и назначены для физического обеспечения безопасной топологии сети. В других контекстах, таких как сантехника, однонаправленный поток не обеспечивается назначением пола разъема. Потоки в трубопроводных сетях могут быть двунаправленными, как, например, в подземных сетях распределения воды, спроектированных с резервированием. В сантехнических ситуациях, где требуется однонаправленный поток, он реализуется другими средствами (например, воздушными зазорами или обратными клапанами), а не схемами определения пола разъемов.

Ранние упоминания метафоры

В Талмуде описывается, что наконечники стрел и древки могут быть как мужскими, так и женскими, в зависимости от их конструкции, то есть, выступ на наконечнике стрелы мужского пола входит в углубление в древке, и наоборот. Это обусловлено запретом на использование женской древки из-за её восприимчивости к скверне, как к сосуду для нечистоты, в качестве s'chach. Словари и энциклопедии XVIII века упоминают мужские и женские винты или кохлеи. Строительное руководство 1736 года описывает пол винтов как метафору для выпуклых и вогнутых форм: если поверхность с канавкой выпуклая, её называют винтом мужского пола; если вогнутая – женским; и там, где необходимо создать движение, мужской и женский винты всегда соединяются.

Механические крепежные устройства

В механическом проектировании прототипическим "мужским" компонентом является резьбовой болт, но направляющая втулка, монтажная площадка или соединитель для листового металла также могут считаться мужскими. Соответственно, резьбовая гайка, направляющее отверстие, монтажное углубление или прорезь для листового металла считаются женскими. В то время как некоторые механические конструкции являются уникальными, созданными по индивидуальному заказу и не предназначенными для повторения, существует целая индустрия производства крепежных элементов, специализирующаяся на массовом или полуиндивидуальном производстве компонентов. Чтобы избежать ненужной путаницы, были определены и согласованы общепринятые определения "пола" крепежных элементов.

Модульные строительные игрушки

Хотя этот аспект не подчеркивается в их рекламных материалах, многие распространенные строительные игрушки воплощают гендерные (и в некоторых случаях, безгендерные) механические соединения. Это не должно удивлять, поскольку эти игрушки демонстрируют почти бесконечную гибкость и универсальность формы, которую может обеспечить модульная архитектура соединений. Математики начали классифицировать известные конструкторы, используя теорию групп для изучения комбинаторных возможностей создаваемых конструкций. Например, у классических пластиковых блоков LEGO есть "гнезда" на нижней поверхности, которые можно назвать "женскими", и "выступы" на верхней поверхности, которые можно назвать "мужскими". У Meccano и Erector множество гендерных соединений, начиная с гаек и болтов, которые они часто используют. Stickle bricks, использующие пластиковые выступы для сцепления, фактически безгендерны. Lincoln Logs используют очень простую форму безгендерных соединений. Доски Kapla или KEVA – это чрезвычайно простые безгендерные системы, соединенные только силой гравитации.

Нижний канал

Водосточные трубы (также называемые водосточными трубами, водоотводами или спусками) используются для отвода дождевой воды от водосточных желобов к земле по полым трубам или рукавам. Эти трубы обычно состоят из секций, которые соединяются путем вставки патрубка (часто обжимаемого специальным инструментом для незначительного уменьшения диаметра) в приемную часть следующей секции. Эти соединения обычно не герметизируются и не заделываются, а полагаются на силу тяжести для перемещения дождевой воды из патрубка в приемную часть, расположенную непосредственно ниже.

Трубопроводы

Металлические воздуховоды для транспортировки воздуха в системах ОВКВ обычно используют соединения с полом. Как правило, воздушный поток в соединении воздуховода направлен от "папа" к "мама". Однако, поскольку однонаправленный поток обеспечивается принудительной вентиляцией с помощью вентиляторов или воздуходувок, "обратные" соединения с полом часто встречаются в некоторых системах, поскольку все соединения обычно герметизируются герметиком для воздуховодов или лентой для предотвращения утечек. Соблюдение направления потока обычно носит упрощенный характер для облегчения проектирования и уменьшения количества необходимых переходников для изменения пола соединения, но исключения делаются, когда это удобно.

Электрические и электронные

Хотя пол трубной и сантехнической арматуры обычно очевиден, это может быть не так для электрических разъемов из-за их более сложной и разнообразной конструкции. Вместо этого, гендер разъема является условным и, следовательно, может быть несколько неясен для непосвященных. Например, корпус D-субминиатюрного разъема женского типа выступает наружу от монтажной плоскости шасси, и этот выступ может быть ошибочно принят за мужской. Однако "мужской" пол D-субминиатюрных разъемов определяется конкретным наличием мужских контактов, а не выступом разъема (это также верно для многих других разъемов на основе контактов, таких как XLR). Различие между мужским и женским типом более очевидно в кольцевых обжимных наконечниках, которые устанавливаются вокруг винтового соединения, но даже в наконечниках типа "лопатка" или с раздвоенным кольцом, сам наконечник не является явно женским. Дополнительную путаницу может вызывать термин "гнездо" (jack), который используется как для женских, так и для мужских разъемов и обычно относится к фиксированной (панельной) части пары разъемов. IEEE STD 100, IEEE 315 1975 и IEEE 200 1975 (заменены ASME Y14.44 2008) определяют "вилку" (plug) и "гнездо" (jack) по местоположению или подвижности, а не по гендеру. Разъем в фиксированном положении – "гнездо", а подвижный – "вилка". Соображения стоимости и надежности, вероятно, привели к решению использовать разъемы женского типа на многих компьютерных терминалах (и некоторых персональных компьютерах) для последовательного порта, несмотря на прямое нарушение гендерной конвенции разъемов, явно указанной в стандарте RS 232 для соединений "DTE" (оборудование терминалов данных). Это запутанное изменение гендерной конвенции RS 232 стало причиной многих часов разочарования для недостаточно информированных пользователей, пытавшихся устранить неисправности в соединениях оборудования последовательного порта.

Безопасность

В электрических соединениях, где напряжение или ток достаточны для причинения вреда, часть, постоянно подключенная к источнику питания, всегда имеет "гнездовую" (female) конструкцию со скрытыми контактами, чтобы предотвратить случайное прикосновение к токоведущим частям людьми или животными, или токопроводящими предметами, способными вызвать короткое замыкание. "Вилка" (male) с полностью открытыми выступающими контактами устанавливается на шнуре (или непосредственно на) устройства, получающего питание. Устройства, требующие повышенной устойчивости к механическим повреждениям, могут использовать специальный "вилочный" разъем IEC 60320 C14 (см. выше), углубленный в поверхность монтажной панели, обеспечивая необходимую физическую защиту в соответствии с нормами безопасности. В случае бытового переменного тока, "пол" разъема используется для неявного обеспечения безопасного использования разъемов питания. В связи с этим, согласно электротехническим нормам, запрещено изготавливать или использовать какие-либо переходники для изменения "пола" разъема при подключении сетевого напряжения к бытовому оборудованию. Двухконтактная "вилка" для электроснабжения от сети ("mains") крайне опасна и иногда называется "проводом самоубийцы" или "проводом вдовы". Некоторые хозяйственные магазины прямо отказываются изготавливать или продавать их по просьбе клиентов, которые по ошибке перепутали подключение гирлянды и хотят вставить "розетку" в стенную розетку, или планируют подключить генератор или инвертор к электросети дома при отключении электроэнергии. Аналогично, открытое соединение на соединительном кабеле для автомобильного аккумулятора 12 В может быть опасным из-за потенциально высокого тока и выделяемой энергии. Случайное замыкание провода на корпус автомобиля может вызвать искры, быстрый нагрев или даже взрыв аккумулятора. При использовании низкого напряжения, например, для передачи данных, опасность поражения электрическим током отсутствует, и выбор между "вилочными" и "гнездовыми" разъемами определяется другими инженерными факторами, такими как удобство использования, стоимость или простота производства. Например, распространенные "патч-корды" для Ethernet (и аналогичные шнуры для телефонов) обычно имеют "вилочные" модульные разъемы на обоих концах для подключения к разъемам на оборудовании или встроенным в стены. Примером компромисса при выборе разъема питания является коаксиальный разъем, который обычно сконструирован так, чтобы питание подавалось от "гнездовой" части в "вилочную" (которая обычно является частью электронного устройства, принимающего питание). Хотя "гнездовая" часть имеет частично утопленный центральный контакт, все же возможно случайное замыкание источника питания при контакте с металлическим предметом. В зависимости от конструкции блока питания, он может отреагировать на короткое замыкание, временно отключившись или перегорев внутренний предохранитель. В этом примере, допустимая степень надежности выбранного разъема была признана приемлемой конструктором оборудования, поскольку блок питания обеспечивает низкое напряжение, не представляющее опасности поражения электрическим током. Потенциальная пожароопасность от случайного короткого замыкания устраняется внутренним предохранителем, хотя это требует полной замены неисправного блока питания. В другом варианте конструкции, если блок питания предназначен для подачи напряжения, достаточного для вызова поражения электрическим током, полуоткрытый центральный контакт "гнездовой" части будет считаться неприемлемо опасным, что потребует выбора другого типа разъема.

In electrical connections where voltage or current is sufficient to cause injury, the part permanently connected to the power source is invariably female, with concealed contacts, to prevent inadvertent touching of live conductors by people or animals, or by conductive items that may cause a short circuit. A male plug, with fully exposed protruding contacts, is installed on the cord of (or directly onto) the device receiving the power. Devices that need to be robust against mechanical damage may use a special male IEC 60320 C14 connector (see above), which is recessed below the surface of a mounting panel, providing the desired physical protection while conforming to safety regulations. In the case of consumer level AC power, connector gender is used to implicitly enforce safe use of power connectors. Because of this consideration, it is illegal under electrical code to make or use any gender changers to connect AC line power to consumer level equipment. A double ended male connector for utility supplied ("mains") electrical power is extremely dangerous, and sometimes is called a suicide cable or widowmaker cord. Some hardware shops explicitly refuse to make or sell them when asked by customers who have mistakenly hung a string of Christmas lights backwards and wish to connect the socket end to a wall socket, or who intend to connect a generator or inverter to their home's electrical circuit in the event of a utility power outage. Similarly, an exposed connection on a jumper cable for a 12V automotive battery can be hazardous, because of the potentially high current and energy involved. Accidental shorting of the wire to vehicle ground can cause sparks, rapid heating, or even a battery explosion. In low voltage use such as for data communications, electrical shock hazard is not an issue, and male or female connectors are used based on other engineering factors such as convenience of use, cost, or ease of manufacturing. For example, the common "patch cables" used for Ethernet (and the similar cords used for telephones) typically have male modular plugs on both ends, to connect to jacks on equipment or mounted in walls. An example of a design tradeoff in power connector selection is a coaxial power connector, which is usually set up so that power is fed from the female plug into the male jack (which is typically a part of the electronic device accepting the power). Although the plug is female, with a partially recessed center contact, it is still possible for casual accidental contact with a metallic object to short circuit the power source. Depending on the design of the power adapter, it may react to a short circuit by shutting down temporarily, or instead by blowing out an internal safety fuse. In this example, the marginal reliability of the connector choice was deemed to be acceptable by the equipment designer, since the power adapter supplies low voltage that does not pose an electric shock hazard. The potential fire hazard from accidental short circuiting is addressed by the internal safety fuse, although this requires that a failed power adapter be completely replaced. In a different design, if the power adapter were intended to supply a voltage sufficient to cause electrical shock, the semi exposed center contact of the female plug would be considered unacceptably hazardous, requiring a different choice of connector.

Неопределенный пол

Некоторые электрические соединители являются гермафродитами, поскольку они включают в себя как мужские, так и женские элементы в едином блоке, предназначенном для свободного взаимосоединения, без учета пола. Более подробная информация приведена в обсуждении бесполых соединителей в этой статье. В качестве дополнительного осложнения, некоторые конструкции электронных соединителей могут включать комбинации мужских и женских контактов в одном корпусе соединителя для соединения с дополнительным соединителем с контактами противоположного пола в соответствующих положениях. В этих необычных случаях пол часто определяется формой корпуса соединителя, а не смешанными контактами соединителя. Эти типы соединителей не являются строго гермафродитами, поскольку соединители для спаривания не являются свободно взаимозаменяемыми. Неофициальный термин, который использовался для этих соединителей, – "бисексуальный", в дополнение к более официальной терминологии – "смешанного пола". Таким образом, например, можно иметь смешанный женский штекер, который соединяется с смешанным мужским разъемом (хотя в этом примере более типичным выбором дизайна будет обратное назначение пола соединителей). Мужские контакты часто защищены оболочкой (также называемой кожухом, ограждением или экраном), которая может охватывать весь женский разъем при спаривании. Радиочастотные разъемы часто имеют несколько слоев взаимосвязанных оболочек для правильного соединения экранов коаксиального и триаксиального кабеля. В таких случаях пол присваивается на основе самой внутренней точки соединения. За исключением BNC или TNC с обратной полярностью, где внешняя оболочка определяет пол, а самые внутренние точки соединения находятся в противоположном положении по отношению к стандартному соединителю, например, женский разъем RP TNC имеет цельный внутренний контакт. Другая неоднозначная ситуация возникает с разъемами, используемыми для USB, FireWire (IEEE 1394), HDMI и Thunderbolt. При внимательном рассмотрении этих соединителей выясняется, что контактные "штыри" на самом деле не штыри, а проводящие поверхности, которые скользят друг мимо друга при соединении. Поэтому традиционная номенклатура штырей и гнезд не применима. Вместо этого большинство специалистов по компьютерному оборудованию обращаются к металлическому экрану, охватывающему штекер, как если бы это был контакт соединителя. Согласно этой конвенции, разъемы на кабелях последовательной шины являются "мужскими штекерами", а соответствующие разъемы на оборудовании – "женскими разъемами". Беглый взгляд на USB-штекер "Тип A" может создать ложное впечатление, что он гермафродит. Однако физическая попытка соединить два USB-кабеля "Типа A" друг с другом показывает, что разъемы не будут соединяться между собой. Классифицируя согласно математической теории графов, USB-шины являются направленными деревьями, в то время как FireWire-шины имеют истинную топологию сети. Это различие отражается в используемых разъемах шины, поскольку USB-кабели асимметричны (один конец Тип A, другой конец Тип B), в то время как кабели FireWire могут иметь идентичные разъемы на обоих концах. Более поздние кабели USB C также могут иметь идентичные разъемы на обоих концах (в этом случае логические концы A и B согласовываются между подключенными устройствами, а не непосредственно указываются штекерами). Примером соединителя, в котором сами контакты являются гермафродитами, является ELCO Varicon, в котором контакты разветвлены в углубленных поперечных ячейках и соединяются друг с другом по оси при вращении на 90 градусов. В этом примере штекеры имеют контакты, ориентированные поперечно, а гнезда расположены продольно.

Some electrical connectors are hermaphroditic because they include both male and female elements in a single unit intended to interconnect freely, without regard for gender. See the discussion of genderless connectors in this article for more detailed information. As an additional complication, certain electronic connector designs may incorporate combinations of male and female pins in a single connector body, for mating with a complementary connector with opposite gender pins in corresponding positions. In these unusual cases, gender is often defined by the shape of the connector body, rather than the mixed gender connector pins and sockets. These types of connectors are not strictly speaking hermaphroditic, since mating connectors are not freely interchangeable. An informal term that has been used for these connectors is "bisexual", in addition to the more official terminology, mixed gender. Thus, for example, one can have a mixed gender female plug that connects to a mixed gender male jack (though a reversed gender assignment of connectors would be a more typical design choice in this example). Male connector pins are often protected by a shell (also called a shroud, surround, or shield), which may envelop the entire female connector when mated. RF connectors often have multiple layers of interlocking shells to properly connect the shields of coaxial and triaxial cable. In such cases, the gender is assigned based on the innermost connecting point. With the exception of reverse polarity BNC or TNC, where the outer shell determines the gender and the innermost connecting points are opposite to a standard connector, for example a female RP TNC connector has a solid innermost pin. Another ambiguous situation arises with the connectors used for USB, FireWire (IEEE 1394), HDMI, and Thunderbolt serial data bus connections. Close examination of these connectors reveals that the contact "pins" are not actually pins, but instead are conductive surfaces that slide past each other when they mate. Therefore, the traditional pin and socket nomenclature is not applicable. Instead, most computer hardware people fall back to referring to the wrap around metal shield on the plug connector as if it were a connector pin. By this convention, the connectors on serial bus cables are "male plugs", and the corresponding connectors on equipment are "female jacks". A casual glance at a USB "Type A" plug connector may give the false impression that it is hermaphroditic. However, a physical attempt to mate two USB "Type A" cables with each other reveals the fact that the connectors will not interconnect. Classifying according to mathematical graph theory, USB buses are directed trees, whereas FireWire buses have a true bus network topology. This difference is reflected in the bus connectors used, in that USB cables are asymmetrical (one end Type A, other end Type B) while FireWire cables may have identical connectors at both ends. The more recent USB C cables may also have identical connectors on both ends (in which case the logical A and B ends are negotiated between the attached devices rather than being directly indicated by the plugs). An example of a connector where the contacts themselves are hermaphroditic is the ELCO Varicon, wherein the contacts are bifurcated in recessed cross shaped wells, and mate with one another axially at a 90 degree rotation. In this example, the plugs have the contacts oriented transversely and the sockets are arranged longitudinally.

Смены пола

Устройства, используемые для соединения двух разъемов одного пола, имеют множество различных названий, например: "сменщик пола", "гендерный добер", "гендерный бендер" и "гендерный блендер". Конкретный сменщик пола может называться по полу его разъемов или по полу разъемов, к которым он предназначен для соединения, что создает крайне неоднозначную терминологию. Например, "мужской сменщик пола" может иметь женские разъемы для соединения двух мужских разъемов, или мужские разъемы для соединения двух женских разъемов. Усугубляя эту путаницу, некоторые сменщики пола также объединяют дополнительные функции, такие как перекрестная распиновка. Активные кабели могут содержать встроенные системы для изменения протокола связи или уровня сигнала, что технически делает их "адаптерами", но это различие часто игнорируется в маркетинговых материалах или в обычной речи.