Experimentos realizados por cientistas como Benjamin Franklin e Alessandro Volta no século XVII° e XVIII° lançaram as bases para a compreensão da condução elétrica.
Samuel Morse inventou o telégrafo nas décadas de 1830 e 1840, revolucionando a comunicação, na qual os fios de cobre para telegrafia permitiram pela primeira vez a comunicação de longa distância.
O primeiro cabo telegráfico transatlântico bem-sucedido foi instalado em 1866, conectando a Europa e a América e melhorando significativamente a comunicação internacional. As inovações de Thomas Edison e Nikola Tesla no final do século XIX° século levaram ao desenvolvimento do sistema de energia elétrica. Ambos os sistemas CA e CC exigiam cabeamento robusto para transmissão de energia.
Em 1876, Alexander Graham Bell inventou o telefone, que iniciou o desenvolvimento de uma extensa rede telefônica, exigindo uma infraestrutura de cabeamento significativa. A adaptação generalizada da eletricidade nas residências e nas indústrias no início do século XX° século exigiu o desenvolvimento de sistemas de fiação elétrica seguros e eficientes.
Em meados do século XX, houve desenvolvimentos significativos no cabo de fibra óptica que revolucionaram a transmissão de dados com comunicação de alta velocidade e alta capacidade. A introdução do isolamento plástico melhorou a durabilidade e segurança dos cabos elétricos, reduzindo o risco de curto-circuitos e incêndios.
No final do século XX, o avanço dos computadores e da Internet, dos cabos Ethernet e de outras soluções de rede ajudaram a aumentar a comunicação digital. A grande rede de cabos submarinos de fibra óptica permitiu a conectividade global à Internet, tornando fácil e possível a transferência internacional de dados em alta velocidade. A modernização das redes elétricas incluiu o desenvolvimento de linhas de transmissão de alta tensão e melhores tecnologias de isolamento.
No século XXI, as inovações modernas, como a integração de fontes de energia renováveis, como a energia solar e a eólica, na rede, exigiram avanços nos cabos de energia para lidar com cargas e condições variadas. A ascensão da rede inteligente e da IoT exige soluções avançadas de cabeamento para conectar a rede de dispositivos e sensores.
Tipos de cabos e fios
Os cabos são divididos principalmente em três tipos de acordo com seus casos de uso:
- Cabos Elétricos
- Cabos de comunicação
- Cabos Especiais
Cabo Elétrico
Um cabo elétrico é um conjunto que consiste em um ou mais fios que correm lado a lado ou agrupados com seu isolamento, coberturas individuais e cobertura protetora, que é usado como condutor elétrico para transportar corrente elétrica de forma eficiente e segura. Os cabos elétricos conectam uma fonte a um dispositivo ou conectam dois ou mais dispositivos, permitindo a transferência de energia elétrica e sinal de um dispositivo para outro.
O cabo elétrico é novamente dividido em três tipos:
- Cabos de alimentação
- Cabos de controle
- Cabos de Instrumentação
Cabo de alimentação: É um conjunto elétrico constituído por um ou mais condutores isolados. Esses condutores são geralmente agrupados e encerrados em uma capa protetora usada para transmissão e distribuição de energia elétrica. A energia elétrica pode ser transmitida através de cabos aéreos ou subterrâneos e são projetados de acordo com suas necessidades específicas. Eles são projetados de acordo com diferentes classificações de tensão, classificações de corrente e temperaturas máximas de operação de acordo com os requisitos específicos.
Existem diferentes tipos de cabos de alimentação de acordo com suas necessidades:
- Cabos de baixa tensão: Esses cabos são usados para diferentes aplicações de fiação doméstica ou aplicações de fiação em edifícios residenciais e comerciais. Eles são projetados para aplicações adequadas de até vários milhares de volts.
- Exemplos: Cabos não metálicos (NM), cabos termoplásticos revestidos com nylon de alta resistência ao calor (THHN)
- Cabos de média tensão: Esses cabos são utilizados para distribuição de eletricidade em indústrias e entre subestações. Eles são projetados para aplicações adequadas de até 1.000 volts a 35.000 volts.
- Exemplos: Cabos MT, Cabos XLPE
- Cabos de alta tensão: Esses cabos são usados para transmissão de energia de longa distância para conectar estações de energia às cidades. Eles são projetados para aplicações adequadas acima de 35.000 volts.
- Exemplos: Cabos HV, Cabos EHV
- Cabos Flexíveis: Esses cabos são frequentemente usados para dispositivos portáteis, ferramentas móveis e máquinas semelhantes.
- Exemplos: Cabos de carregamento
- Cabo de controle: Ele é projetado para transmitir e receber sinais de controle e é utilizado para processos de automação e interligação de diversos circuitos elétricos. Esses cabos são utilizados em indústrias onde é necessário um controle preciso das máquinas e de seus processos. Geralmente são constituídos de cobre trançado devido à sua flexibilidade, durabilidade e grande capacidade de condução. Eles podem ter uma blindagem para evitar interferências eletromagnéticas e garantir a integridade do sinal.
Diferentes tipos de cabos de controle são cabos de controle blindados, cabos de controle flexíveis, cabos de controle de PVC e cabos de controle de borracha.
- Cabo de instrumentação: Ele é projetado para transmitir e receber sinais elétricos precisos e de baixa energia que são usados para monitorar e controlar diferentes sistemas e processos elétricos. Esses cabos são necessários para transmissão precisa de dados de sensores e instrumentos para diferentes unidades de controle e sistemas de aquisição de dados. Esses cabos geralmente possuem vários pares de condutores, cada par é trançado entre si para reduzir ou minimizar a interferência eletromagnética. A blindagem é uma característica significativa destes cabos, pois fornece um alto nível de proteção contra EMI e RFI. Esses cabos são geralmente projetados para aplicações de baixo nível de tensão.
Diferentes tipos de cabos de instrumentação são cabos de instrumentação emparelhados, cabos de instrumentação de múltiplos pares, cabos de instrumentação tríade, cabos de instrumentação coaxiais, cabos de instrumentação blindados.
Cabo de comunicação
Esses cabos são projetados para transmitir sinais de dados, voz e vídeo entre diferentes dispositivos e sistemas. Eles são essenciais para diversas aplicações, como telecomunicações, redes, transmissão e data centers. Os cabos de comunicação são importantes para garantir a transferência de dados confiável e eficiente em diversas aplicações, desde redes domésticas simples até redes de telecomunicações industriais complexas.
Existem diferentes tipos de cabos de comunicação:
- Cabos Coaxiais
- Cabos de fibra óptica
- Cabos Ethernet
- Cabos coaxiais: Estes possuem camadas concêntricas de condutores elétricos e material isolante. Essa construção garante que os sinais fiquem contidos no cabo e evita que ruídos elétricos interfiram no sinal. A camada condutora central é um fio condutor fino, de cobre sólido ou trançado. Os cabos coaxiais são familiares para muitos de nós porque conectam TVs a cabos ou caixas de configuração.
Diferentes tipos de cabos coaxiais são cabos coaxiais de linha dura, cabos triaxiais, cabos coaxiais de linha rígida e cabos radiantes.
Diferentes tipos de conectores coaxiais incluem Bayonet Neill-Concelman (BNC), Threaded Neill-Concelman (TNC), Subminiature Version A (SMA), Subminiature Version B (SMB), QMA, Radio Corporation of America (RCA), conectores F.
- Cabos de fibra óptica: São cabos modernos que transmitem dados ou informações como um pulso de luz ao longo de um fio de fibra de vidro ou plástico. Cabos de fibra óptica são usados para redes de dados de longa distância e de alto desempenho. Eles são componentes críticos nas telecomunicações modernas, na Internet e nas redes de computadores, pois são capazes de transmitir dados por distâncias mais longas e em larguras de banda mais altas.
Diferentes tipos de cabos de fibra óptica com base no número de modos são fibra monomodo e fibra multimodo.
Diferentes tipos de cabos de fibra óptica com base no índice de refração são fibra óptica de índice de passo e fibra óptica de índice de grau.
Diferentes tipos de cabos de fibra óptica com base no material utilizado são fibra óptica plástica e fibra de vidro.
- Cabos Ethernet: Eles permitem que o usuário conecte seus dispositivos, como computadores, telefones, roteadores, etc., a uma rede local LAN que permitirá aos usuários ter acesso à Internet e poder se comunicar entre si por meio de uma conexão com fio.
Cabos Especiais
Esses cabos são projetados de acordo com seus casos de uso exclusivos e ambientes onde os cabos padrão normais não podem servir adequadamente. Esses cabos possuem propriedades específicas para lidar com condições extremas, tarefas especializadas ou requisitos específicos.
Diferentes tipos de cabos especiais são:
- Cabos Solares
- Cabos de resistência ao fogo
- Cabos Marítimos
- Cabos Solares: Os cabos solares são um componente essencial em sistemas fotovoltaicos (PV), conectando painéis solares a inversores e outros componentes elétricos. Essas conexões garantem que a energia elétrica gerada pelos painéis solares seja transferida de forma eficiente e segura para a rede ou para os sistemas de armazenamento. Os cabos solares ficam expostos à luz solar por longos períodos, por isso devem ser resistentes aos raios UV para evitar danos. Esses cabos são projetados para sobreviver a uma variedade de condições climáticas, incluindo alto calor, frio, umidade e estresse mecânico.
- Cabos de resistência ao fogo: Os cabos de resistência ao fogo, também conhecidos como cabos resistentes ao fogo ou de sobrevivência ao fogo, são projetados para manter o circuito intacto e operacional durante e após a exposição ao fogo. Esses cabos são vitais para garantir a operação de sistemas críticos em caso de emergência, como alarmes de incêndio, iluminação de emergência e sistemas de evacuação.
- Cabos Marítimos: Os cabos marítimos são projetados especificamente para suportar as condições adversas dos ambientes marítimos, oferecendo recursos de energia, controle e comunicação para uma variedade de aplicações náuticas. Esses cabos são essenciais para a operação adequada de navios, plataformas offshore e outros equipamentos marítimos. Os cabos marítimos são concebidos para resistir à entrada de água, garantindo um funcionamento a longo prazo em situações húmidas. Eles são construídos com materiais resistentes à corrosão da água salgada e outros fatores marinhos.
Materiais-chave na construção de cabos
Condutores, isoladores e jaquetas são as três partes de um cabo.
- Condutores: As substâncias através das quais a eletricidade pode fluir são chamadas de condutores.
Cobre e alumínio são os metais mais comuns utilizados em cabos elétricos como condutores elétricos, pois possuem excelente condutividade e baixa resistência. Ambos os metais possuem
