Введение
Устройство, используемое для соединения электрических проводников.
Components of an electrical circuit are electrically connected if an electric current can run between them through an electrical conductor. An electrical connector is an electromechanical device used to create an electrical connection between parts of an electrical circuit, or between different electrical circuits, thereby joining them into a larger circuit. The connection may be removable (as for portable equipment), require a tool for assembly and removal, or serve as a permanent electrical joint between two points. An adapter can be used to join dissimilar connectors. Most electrical connectors have a genderi. e. the male component, called a plug, connects to the female component, or socket. Thousands of configurations of connectors are manufactured for power, data, and audiovisual applications. Electrical connectors can be divided into four basic categories, differentiated by their function:
inline or cable connectors permanently attached to a cable, so it can be plugged into another terminal (either a stationary instrument or another cable)
Chassis or panel connectors permanently attached to a piece of equipment so users can connect a cable to a stationary device
PCB mount connectors soldered to a printed circuit board, providing a point for cable or wire attachment.
Компоненты электрической цепи электрически соединены, если между ними может протекать электрический ток через электрический проводник. Электрический разъем – это электромеханическое устройство, используемое для создания электрического соединения между частями электрической цепи или между различными электрическими цепями, тем самым объединяя их в более крупную цепь. Соединение может быть разъемным (например, для портативного оборудования), требовать инструмента для сборки и разъединения, или обеспечивать постоянное электрическое соединение между двумя точками. Адаптер может использоваться для соединения разъемов разных типов. Большинство электрических разъемов имеют пол – то есть, мужской компонент, называемый вилкой, соединяется с женским компонентом, или гнездом. Производятся тысячи различных конфигураций разъемов для питания, передачи данных и аудиовизуальных приложений. Электрические разъемы можно разделить на четыре основные категории, различающиеся по назначению:
Components of an electrical circuit are electrically connected if an electric current can run between them through an electrical conductor. An electrical connector is an electromechanical device used to create an electrical connection between parts of an electrical circuit, or between different electrical circuits, thereby joining them into a larger circuit. The connection may be removable (as for portable equipment), require a tool for assembly and removal, or serve as a permanent electrical joint between two points. An adapter can be used to join dissimilar connectors. Most electrical connectors have a genderi. e. the male component, called a plug, connects to the female component, or socket. Thousands of configurations of connectors are manufactured for power, data, and audiovisual applications. Electrical connectors can be divided into four basic categories, differentiated by their function:
inline or cable connectors permanently attached to a cable, so it can be plugged into another terminal (either a stationary instrument or another cable)
Chassis or panel connectors permanently attached to a piece of equipment so users can connect a cable to a stationary device
PCB mount connectors soldered to a printed circuit board, providing a point for cable or wire attachment.
* Встраиваемые или кабельные разъемы, постоянно прикрепленные к кабелю, для подключения к другому терминалу (либо к стационарному прибору, либо к другому кабелю).
* Разъемы для шасси или панели, постоянно прикрепленные к оборудованию, чтобы пользователи могли подключать кабель к стационарному устройству.
* Разъемы для монтажа на печатную плату, припаянные к печатной плате, обеспечивающие точку для подключения кабеля или провода.
Components of an electrical circuit are electrically connected if an electric current can run between them through an electrical conductor. An electrical connector is an electromechanical device used to create an electrical connection between parts of an electrical circuit, or between different electrical circuits, thereby joining them into a larger circuit. The connection may be removable (as for portable equipment), require a tool for assembly and removal, or serve as a permanent electrical joint between two points. An adapter can be used to join dissimilar connectors. Most electrical connectors have a genderi. e. the male component, called a plug, connects to the female component, or socket. Thousands of configurations of connectors are manufactured for power, data, and audiovisual applications. Electrical connectors can be divided into four basic categories, differentiated by their function:
inline or cable connectors permanently attached to a cable, so it can be plugged into another terminal (either a stationary instrument or another cable)
Chassis or panel connectors permanently attached to a piece of equipment so users can connect a cable to a stationary device
PCB mount connectors soldered to a printed circuit board, providing a point for cable or wire attachment.
Круглые соединители
Многие разъемы, используемые в промышленности и для применений, требующих высокой надежности, имеют круглое поперечное сечение, цилиндрический корпус и круглую геометрию контактного интерфейса. Это отличается от прямоугольной конструкции некоторых разъемов, например USB или разъемов типа «лезвие». Они обычно используются для облегчения подключения и отключения, обеспечения надежной герметизации и высокой механической прочности. Они широко применяются в военной, аэрокосмической, промышленной технике и железнодорожном транспорте, где часто указываются стандарты MIL DTL 5015 и MIL DTL 38999. Круглые разъемы также используются в таких областях, как звукотехника и радиосвязь, например XLR и BNC. Розетки переменного тока также часто имеют круглую форму, например вилки Schuko и IEC 60309. Разъем M12, определенный в IEC 61076-2-101, представляет собой круглую пару «штекер-розетка» с наружным диаметром резьбы 12 мм, используемую в NMEA 2000, DeviceNet, IO-Link, некоторых видах Industrial Ethernet и т.д. Недостатком круглой конструкции является неэффективное использование площади панели при использовании в массивах по сравнению с прямоугольными разъемами. Круглые разъемы обычно оснащаются задними крышками, которые обеспечивают физическую и электромагнитную защиту, а также могут служить для фиксации разъема в розетке. Эти корпуса также могут обеспечивать комбинирование электрических и неэлектрических интерфейсов, примерами последних являются разъемы для пневматических линий и оптоволоконные разъемы. Благодаря модульной конструкции гибридные разъемы упрощают сборку, ремонт и последующие модификации. Они также позволяют создавать кабельные сборки сложного состава, что может сократить время установки оборудования за счет уменьшения количества отдельных кабелей и разъемов.
Последовательность штифтов
Некоторые разъемы сконструированы так, что при вставке определенные контакты замыкаются раньше других, а при отключении – размыкаются первыми.
Замкнутые механизмы
Некоторые корпуса разъемов конструктивно оснащены блокировочными механизмами для предотвращения случайного отсоединения или недостаточной герметизации. Задние оболочки обычно защищают разъем и/или кабель от воздействия окружающей среды или механических нагрузок, а также обеспечивают защиту от электромагнитных помех. Существует множество типов задних оболочек для различных целей, отличающихся размерами, формами, материалами и степенью защиты. Задние оболочки обычно фиксируются на кабеле с помощью хомута или литой кабельной втулки и могут иметь резьбу для крепления к соединительному гнезду. Для военной и аэрокосмической промышленности задние оболочки регулируются стандартом SAE AS85049 в США.
Гиперболоидные контакты
Для обеспечения стабильности сигнала в экстремальных условиях традиционная конструкция штифтов и гнезд может оказаться недостаточной. Гиперболоидные контакты разработаны для выдерживания более высоких физических нагрузок, таких как вибрация и удар. Они также требуют примерно на 40% меньшего усилия при вставке, что увеличивает срок службы и в некоторых случаях предлагает альтернативу разъемам с нулевым усилием вставки. В разъеме с гиперболоидными контактами каждый женский контакт имеет несколько равноудаленных продольных проволок, скрученных в гиперболическую форму. Эти проволоки обладают высокой устойчивостью к деформации, но при этом сохраняют некоторую эластичность, поэтому по сути функционируют как линейные пружины. При вставке мужского штифта осевые проволоки в гнездовой части отклоняются, обматываясь вокруг штифта и обеспечивая множество точек контакта. Внутренние проволоки, формирующие гиперболоидную структуру, обычно закрепляются на каждом конце путем загибания конца в паз или выемку в корпусе. Хотя гиперболоидные контакты могут быть единственным способом обеспечить надежное соединение в определенных ситуациях, они имеют недостаток – занимают больший объем в разъеме, что может создавать проблемы для высокоплотных соединителей. В 1950-х годах Франсуа Боном популяризировал гиперболоидные контакты с помощью своего разъема "Hypertac", который позже был приобретен компанией Smiths Group. В последующие десятилетия разъемы постепенно набирали популярность и до сих пор используются в медицинском, промышленном, военном, аэрокосмическом и железнодорожном транспорте (особенно в европейских поездах). Коннектор состоит из корпуса, пружины и плунжера. Они применяются, например, в разъеме MagSafe, где требуется быстрое отключение для обеспечения безопасности. Поскольку они полагаются на давление пружины, а не на трение, они могут быть более долговечными и менее повреждающими, чем традиционная конструкция штифтов и гнезд, что обуславливает их использование при проведении внутрисхемных испытаний.
Коннекторы кронных пружин
Коронные пружинные соединители обычно используются для высоких токов и в промышленных приложениях. Они имеют большое количество точек контакта, что обеспечивает более надежное электрическое соединение, чем традиционные разъемы типа "штырь-гнездо".
Способы подключения
Хотя это технически не совсем точно, электрические разъемы можно рассматривать как разновидность адаптера, преобразующего два способа соединения, которые постоянно подключены с одной стороны и (как правило) отсоединяются с другой.
Коннекторы для розетки и розетки
Разъемы и розетки обычно состоят из вилки (обычно с контактными штырями) и гнезда (обычно с контактными гнёздами). Часто, но не всегда, розетки надёжно закреплены на устройстве, например, в коннекторе шасси, а вилки – на кабеле. Вилки обычно имеют один или несколько штырей или контактов, которые вставляются в отверстия в соответствующем гнезде. Соединение между соединяющимися металлическими частями должно быть достаточно плотным для обеспечения надёжного электрического контакта и замыкания цепи. Альтернативный тип соединения вилки и розетки использует гиперболоидные контакты, обеспечивающие более надёжный электрический контакт. При работе с многоконтактными разъемами полезно иметь схему расположения контактов для определения провода или узла схемы, подключенного к каждому контакту. Некоторые типы разъемов могут сочетать типы соединений штырей и гнезд в одном устройстве, называемом гермафродитом. Эти разъемы обеспечивают соединение как с вилочными, так и с гнездовыми контактами, включая дополнительные парные идентичные части, каждая из которых содержит как выступы, так и углубления. Эти соединительные поверхности устанавливаются в идентичные фитинги, которые свободно соединяются друг с другом, независимо от пола (при условии соответствия размера и типа). Иногда оба конца кабеля заканчиваются разъемами одного и того же типа, как во многих Ethernet-патч-кордах. В других случаях оба конца заканчиваются по-разному, либо вилкой и розеткой одного и того же разъема (как в удлинителе), либо несовместимыми разъемами, которые иногда называют переходным кабелем. Вилки и розетки широко используются в различных системах соединителей, включая лезвийные разъемы, макетные платы, разъемы XLR, автомобильные прикуриватели, банановые разъемы и телефонные разъемы.
Крепления и пробки
Разъем (гнездо) – это соединитель, который устанавливается на поверхность панели или корпуса и предназначен для соединения с соответствующим ему винтом (штекером). Согласно Американскому обществу инженеров-механиков, стационарный (более фиксированный) соединитель в паре классифицируется как разъем (гнездо), обозначаемый J, обычно прикрепляемый к оборудованию, например, в виде шасси- или панельного разъема. Подвижный (менее фиксированный) соединитель классифицируется как винтовой (штекер), обозначаемый P. Эта конвенция в настоящее время определена в ASME Y14.44 2008, которая заменяет IEEE 200 1975, которая, в свою очередь, происходит от давно отозванного MIL STD 16 (1950-х годов), что подчеркивает историческое наследие данной системы наименований соединителей. Контакты с обжимными соединениями являются постоянными (т.е. соединители и концы проводов не могут быть повторно использованы). Обжимные винтовые (штекерные) и гнездовые соединители могут быть классифицированы как с задней или передней фиксацией. Это относится к стороне соединителя, где закреплены контакты.
При создании паяных соединений возможно расплавление диэлектрика между контактами или проводами. Это может вызвать проблемы, поскольку теплопроводность металлов приводит к быстрому распространению тепла по кабелю и соединителю, и когда это тепло плавит пластиковый диэлектрик, это может привести к короткому замыканию или "расплавленной" (конической) изоляции.
Коннекторы изоляции-измещения
Поскольку снятие изоляции с проводов – трудоемкий процесс, многие разъемы, предназначенные для быстрой сборки, используют разъемы с вытеснением изоляции, которые разрезают изоляцию при вставке провода для подключения проводов к печатной плате или для подключения кабеля к разъему или розетке. Зажимной винт может действовать вдоль продольной оси (параллельно проводу), поперечной оси (перпендикулярно проводу) или обеих. К недостаткам относится то, что подключение проводов сложнее, чем простое подключение кабеля, а винтовые клеммы обычно недостаточно защищены от случайного контакта с людьми или проводящими материалами. Клеммные колодки (также называемые клеммными панелями или полосами) обеспечивают удобный способ соединения отдельных электрических проводов без сращивания или физического соединения их концов. Благодаря широкому диапазону доступных размеров проводов и количества клемм, клеммные колодки являются одним из самых гибких типов электрических соединителей. Один тип клеммной колодки принимает провода, подготовленные только путем снятия короткого участка изоляции с конца. Другой тип, часто называемый барьерными колодками, принимает провода с обжатыми кольцевыми или лопаточными наконечниками. Винтовые клеммы, монтируемые на печатных платах, позволяют подключать отдельные провода к печатной плате через выводы, припаянные к плате.
Коннекторы лопастей
Коннектор с лопастью — это тип соединительного устройства для одного провода, состоящий из разъема и гнезда, использующий плоский проводящий контакт (вилку), который вставляется в гнездо. Провода обычно подсоединяются к контактам вилки (мужским или женским) обжимом или пайкой. Доступны изолированные и неизолированные варианты. В некоторых случаях лопасть является неотъемлемой частью компонента (например, переключателя или динамика), а соответствующий разъем надевается на контактное гнездо устройства.