Conceptos Fundamentales sobre Conductores Eléctricos y Medios de Transmisión

Conductores Eléctricos: Definiciones Básicas

Conductor Eléctrico: Componente que permite el movimiento de la corriente eléctrica y la interconexión del resto de componentes que forman un circuito.

Conductor: Es el material metálico (generalmente cobre o aluminio) que facilita el paso de la corriente.

Cable: Conjunto formado por uno o más conductores y la(s) capa(s) de material aislante que lo(s) rodea(n).

Materiales Conductores

• Cobre: Presenta menor resistividad eléctrica, siendo un excelente conductor.
• Aluminio: Tiene mayor resistividad que el cobre, pero es más ligero y económico.

Constitución Interna del Conductor

• Rígido: Formado por un solo alambre o varios alambres gruesos.
• Flexible: Formado por una gran cantidad de alambres muy finos, ofreciendo mayor maleabilidad.
• Extraflexible: Formado por una cantidad aún mayor de alambres muy finos, para máxima flexibilidad.

Aislamiento

• Desnudo: Carece de aislamiento externo. Se usa principalmente en líneas aéreas de alta tensión.
• Aislado: Está recubierto por uno o varios materiales aislantes externos para seguridad y protección.

Sección del Conductor

La sección es la superficie útil (área transversal) por la que puede circular el flujo de electrones que forman la corriente eléctrica. Se mide en milímetros cuadrados (mm²).

Tipos de Cables según Número de Conductores

• Unipolar: Formado por un solo conductor aislado.
• Multiconductor (Manguera): Formado por dos o más conductores aislados dentro de una cubierta común. Ejemplos: bipolar (2 conductores), tripolar (3 conductores), tetrapolar (4 conductores).

Resistencia Eléctrica

La resistencia eléctrica (R) de un conductor se opone al paso de la corriente y se calcula con la fórmula:

R = ρ · L / S

Donde:

• R: Resistencia eléctrica (se mide en Ohmios, Ω).
• ρ (rho): Resistividad propia del material conductor (se mide en Ω·mm²/m).
• L: Longitud del conductor (se mide en metros, m).
• S: Sección transversal del conductor (se mide en milímetros cuadrados, mm²).

Medios de Transmisión

Medios Cableados

• Cable coaxial
• Cables de pares: Simples, trenzados (UTP, FTP, STP, SSTP)
• Fibra óptica

Cable Coaxial

Medio de transmisión utilizado para la distribución de señales electromagnéticas de alta frecuencia (como TV o datos).

Componentes del Cable Coaxial:

• Conductor interno: Núcleo central (generalmente de cobre) que transporta la información.
• Dieléctrico: Capa aislante que separa el conductor interno del apantallamiento.
• Apantallamiento: Malla metálica o lámina que actúa como referencia de tierra, retorno de corrientes y protección contra interferencias externas.
• Cubierta exterior: Protege el cable de factores ambientales.

Características Técnicas (Ejemplos):

• Modelos comunes: RG-6, RG-11, RG-59.
• Impedancia característica: Valor estándar, suele ser de 75 Ω (para TV/video) o 50 Ω (para datos/radiofrecuencia), aunque existen otras.
• Diámetro externo: Indica las dimensiones totales del cable (puede variar entre 1.9 y 30,4 mm aproximadamente).
• Diámetro del conductor interno: Oscila entre 0,1 y 3 mm, dependiendo del modelo y aplicación.
• Velocidad de propagación: Indica la velocidad a la que la onda electromagnética viaja por el cable, expresada como un porcentaje de la velocidad de la luz en el vacío.

Cables de Pares

Compuestos por grupos de dos conductores eléctricos aislados, generalmente entrelazados (trenzados) para reducir interferencias.

Tipos Principales:

• Par simple: Dos hilos paralelos (poco común para datos).
• Par trenzado sin apantallar (UTP - Unshielded Twisted Pair): El más común en redes LAN.
• Par trenzado con pantalla global (FTP - Foiled Twisted Pair): Con una lámina metálica rodeando todos los pares.
• Par trenzado apantallado (STP - Shielded Twisted Pair): Cada par tiene su propio apantallamiento metálico.
• Par trenzado apantallado y blindado (SSTP/SFTP - Shielded/Foiled Twisted Pair): Combina pantalla individual por par y una pantalla global.

Fibra Óptica

Medio de transmisión que utiliza un núcleo compuesto por uno o varios hilos muy finos de material transparente (vidrio o plástico) por donde viajan pulsos de luz.

Ventajas:

• Muy liviana y de pequeño tamaño.
• Inmune a las interferencias electromagnéticas (EMI).
• Gran ancho de banda y capacidad de transmisión a largas distancias con baja atenuación.

Tipos Principales:

• Multimodo (MM): El núcleo es más grueso, permitiendo que los pulsos de luz se propaguen por múltiples caminos. Usada para distancias más cortas.
• Monomodo (SM): El núcleo es extremadamente fino, forzando a la luz a viajar por un único camino. Usada para largas distancias y mayor ancho de banda.

Medios Inalámbricos

Utilizan el aire (u otro medio no guiado) como soporte para transmitir la señal de datos.

• Señales de radiofrecuencia (RF): Ondas electromagnéticas generadas por una antena, que se propagan por el espacio a la velocidad de la luz. Usadas en Wi-Fi, Bluetooth, telefonía móvil, radio, TV, etc.
• Señales infrarrojas (IR): Ondas de luz invisibles al ojo humano, emitidas y recibidas por diodos específicos (emisor y receptor). Son inmunes a las interferencias electromagnéticas de RF, pero requieren línea de visión directa y son de corto alcance (ej: mandos a distancia).

Componentes Asociados

Conectores: Dispositivos que permiten acoplar los distintos medios de transmisión cableados con los equipos de la instalación o entre sí (ej: conectores F para coaxial, RJ45 para par trenzado, LC/SC para fibra óptica, USB).

Empalmes: Uniones permanentes o semipermanentes entre tramos de cable del mismo tipo para extender su longitud.

Repartidores (Splitters): Pequeños distribuidores pasivos que dividen una señal de entrada en varias señales de salida idénticas, pero con menor potencia cada una.

Amplificadores: Componentes electrónicos activos utilizados en instalaciones cableadas para aumentar la potencia de una señal debilitada por la atenuación del cable.

Repetidores: Cumplen una función similar a los amplificadores (regenerar y/o amplificar la señal) pero se aplican típicamente a señales digitales o inalámbricas para extender el alcance de la comunicación.

Elementos de Fijación y Protección del Cableado

Bridas: Tiras de poliamida (nailon) u otros materiales, lisas por una cara y con dentado por la otra, usadas para agrupar y sujetar cables.

Abrazaderas: Elementos, a menudo metálicos o plásticos, que se fijan a una superficie (pared, chasis) para sujetar cables o tubos, especialmente los de mayor sección o peso. Ofrecen mayor resistencia mecánica.

Fundas helicoidales o Mallas Extensibles: Elementos flexibles que permiten agrupar y ordenar mazos de cables, ofreciendo cierta protección y una mejor estética.

Tubos de protección (Corrugados, Rígidos, Canaletas): Permiten organizar y proteger mecánicamente el cableado en su interior, facilitando su instalación y mantenimiento.