موصل كهربائي

رموز تخطيطية للموصلات الذكرية والأنثوية
تحتوي هذه اللوحة الخلفية لمضخم الصوت المتكامل على مجموعة متنوعة من الموصلات الكهربائية
المنافذ الموجودة في الجزء الخلفي من جهاز كمبيوتر من عام 2018

تُعتبر مكونات الدائرة الكهربائية متصلة كهربائياً إذا كان بإمكان التيار الكهربائي أن يمر بينها عبر موصل كهربائي . الموصل الكهربائي هو جهاز كهروميكانيكي يُستخدم لإنشاء اتصال كهربائي بين أجزاء الدائرة الكهربائية، أو بين دوائر كهربائية مختلفة، وبالتالي ربطها في دائرة أكبر. [ 1 ]

قد يكون التوصيل قابلاً للفصل (كما هو الحال في الأجهزة المحمولة)، أو يتطلب أداة للتركيب والإزالة، أو يعمل كوصلة كهربائية دائمة بين نقطتين. [2] يمكن استخدام محول لربط الموصلات المختلفة . تحتوي معظم الموصلات الكهربائية على نوعين - أي أن الجزء الذكري، المسمى قابس ، يتصل بالجزء الأنثوي، أو المقبس . 

تُصنّع آلاف التكوينات من الموصلات لتطبيقات الطاقة والبيانات والصوتيات والمرئيات . [ 3 ] يمكن تقسيم الموصلات الكهربائية إلى أربع فئات أساسية ، تختلف باختلاف وظيفتها: [ 4 ]

في مجال الحوسبة، تعتبر الموصلات الكهربائية واجهة مادية وتشكل جزءًا من الطبقة المادية في نموذج OSI للشبكات.

البناء المادي

بالإضافة إلى الفئات المذكورة أعلاه، تتميز الموصلات بترتيب دبابيسها ، وطريقة توصيلها ، وموادها، وحجمها، ومقاومة التلامس ، والعزل ، والمتانة الميكانيكية، والحماية من دخول الماء والغبار ، وعمرها الافتراضي (عدد الدورات)، وسهولة استخدامها.

يُفضّل عادةً أن يكون الموصل سهل التمييز بصريًا، وسريع التركيب، وغير مكلف، ولا يتطلب سوى أدوات بسيطة. في بعض الحالات، قد يختار مُصنِّع المعدات موصلًا معينًا لعدم توافقه مع الموصلات من مصادر أخرى، مما يسمح بالتحكم في الأجهزة التي يمكن توصيلها. لا يوجد موصل واحد يمتلك جميع الخصائص المثالية لكل تطبيق؛ فكثرة الأنواع ناتجة عن المتطلبات المتنوعة والمحددة للمصنِّعين. [ 7 ] : 6

مواد

تتكون الموصلات الكهربائية أساسًا من فئتين من المواد: الموصلات والعوازل. من الخصائص المهمة لمواد الموصلات: مقاومة التلامس، والتوصيلية ، والمتانة الميكانيكية ، وقابلية التشكيل ، والمرونة . [ 8 ] أما العوازل، فيجب أن تتمتع بمقاومة كهربائية عالية ، وأن تتحمل درجات حرارة عالية، وأن تكون سهلة التصنيع لضمان تركيب دقيق.

تُصنع الأقطاب الكهربائية في الموصلات عادةً من سبائك النحاس ، نظرًا لموصليتها الجيدة وقابليتها للطرق . [ 7 ] : 15 تشمل البدائل النحاس الأصفر ، والبرونز الفوسفوري ، ونحاس البريليوم . غالبًا ما يُغطى معدن القطب الأساسي بمعدن خامل آخر مثل الذهب أو النيكل أو القصدير . [ 8 ] يساعد استخدام مادة طلاء ذات موصلية جيدة، ومتانة ميكانيكية، ومقاومة للتآكل على تقليل تأثير طبقات الأكسيد المُخَمِّلة والمواد الممتزة على السطح، والتي تحد من مساحات التلامس بين المعادن وتساهم في مقاومة التلامس. على سبيل المثال، تتمتع سبائك النحاس بخصائص ميكانيكية جيدة للأقطاب الكهربائية، ولكن يصعب لحامها وعرضة للتآكل. لذلك، تُغطى دبابيس النحاس عادةً بالذهب للتخفيف من هذه العيوب، خاصةً للإشارات التناظرية والتطبيقات عالية الموثوقية. [ 9 ] [ 10 ]

تُصنع حوامل التلامس التي تربط أجزاء الموصل عادةً من البلاستيك، نظرًا لخصائصه العازلة. ويمكن تصنيع الهياكل أو الأغلفة الخلفية من البلاستيك المصبوب أو المعدن. [ 7 ] : 15 أما أجسام الموصلات المستخدمة في درجات الحرارة العالية، مثل المزدوجات الحرارية أو تلك المرتبطة بالمصابيح المتوهجة الكبيرة ، فقد تُصنع من مادة السيراميك المُحرق.

أنماط الفشل

تؤدي غالبية أعطال الموصلات إلى اتصالات متقطعة أو نقاط اتصال مفتوحة: [ 11 ] [ 12 ]

نمط الفشلالاحتمالية النسبية
دائرة مفتوحة61%
ضعف التواصل23%
دائرة قصر16%

تُعدّ الموصلات مكونات سلبية بحتة ، أي أنها لا تُحسّن وظيفة الدائرة ، لذا ينبغي أن يكون تأثيرها على وظيفة الدائرة في حده الأدنى. يُمكن أن يُساهم تركيب الموصلات بشكل غير مُحكم (وخاصةً المُثبّتة على الهيكل) بشكل كبير في زيادة خطر العطل، لا سيما عند تعرّضها لصدمات أو اهتزازات شديدة. [ 11 ] تشمل الأسباب الأخرى للعطل الموصلات غير المُصممة بشكل كافٍ لتحمّل التيار والجهد المُطبّقين، والموصلات ذات الحماية غير الكافية ضد دخول الماء والغبار، والأغطية الخلفية الملولبة المُهترئة أو التالفة.  

يمكن أن تتسبب درجات الحرارة المرتفعة أيضًا في تلف الموصلات، مما يؤدي إلى سلسلة من الأعطال - حيث ترتفع درجة الحرارة المحيطة، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة العزل وزيادة مقاومة الموصل؛ وتولد هذه الزيادة المزيد من الحرارة، وتتكرر الدورة. [ 11 ] 

يُعدّ التآكل الاحتكاكي (أو ما يُعرف بالتآكل الديناميكي ) نمطًا شائعًا للفشل في الموصلات الكهربائية التي لم تُصمّم خصيصًا لمنعه، لا سيما تلك التي تُستخدم بكثرة في التوصيل والفصل. [ 13 ] يُشكّل التآكل السطحي خطرًا على العديد من الأجزاء المعدنية في الموصلات، وقد يُؤدي إلى تكوّن طبقة سطحية رقيقة على نقاط التلامس، مما يزيد المقاومة ويُساهم في تراكم الحرارة وانقطاع الاتصال. [ 14 ] مع ذلك، يُمكن التخفيف من مشكلة التآكل السطحي عن طريق إعادة توصيل الموصل أو إعادة تثبيته، حيث تُزيل كل دورة طبقة مجهرية من سطح نقاط التلامس، كاشفةً عن سطح جديد غير مؤكسد.

موصلات دائرية

تتميز العديد من الموصلات المستخدمة في التطبيقات الصناعية والتطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية بمقطع عرضي دائري، مع غلاف أسطواني وسطح تلامس دائري. وهذا يختلف عن التصميم المستطيل لبعض الموصلات، مثل موصلات USB أو الموصلات الشفرية . تُستخدم هذه الموصلات عادةً لسهولة التوصيل والفصل، ولإحكام الإغلاق البيئي، ولأداء ميكانيكي قوي. [ 15 ] وهي شائعة الاستخدام في المجالات العسكرية، والفضاء، والآلات الصناعية، والسكك الحديدية، حيث يُعتمد عادةً على معياري MIL-DTL-5015 و MIL-DTL-38999 . كما تستخدم مجالات أخرى، مثل هندسة الصوت والاتصالات اللاسلكية، موصلات دائرية، مثل XLR و BNC . كذلك، تُعدّ مقابس الطاقة الكهربائية ذات التيار المتردد دائرية الشكل في الغالب، مثل مقابس Schuko ومعيار IEC 60309 .

كابلات NMEA 2000 باستخدام موصلات M12

موصل M12 ، المحدد في IEC 61076-2-101، هو زوج من المقابس/المآخذ الكهربائية الدائرية ذات خيوط توصيل خارجية بقطر 12 مم، ويستخدم في NMEA 2000 و DeviceNet و IO-Link وبعض أنواع إيثرنت الصناعية ، إلخ. [ 16 ] [ 17 ]

من عيوب التصميم الدائري عدم كفاءته في استخدام مساحة اللوحة عند استخدامه في المصفوفات، مقارنةً بالموصلات المستطيلة.

تستخدم الموصلات الدائرية عادةً أغطية خلفية توفر حماية مادية وكهرومغناطيسية، كما توفر أحيانًا طريقة لتثبيت الموصل في المقبس. [ 18 ] في بعض الحالات، يوفر هذا الغطاء الخلفي إحكامًا تامًا ، أو درجة معينة من الحماية من دخول الأجسام الغريبة ، باستخدام حلقات مطاطية أو حلقات دائرية أو مواد مانعة للتسرب . [ 15 ]

موصلات هجينة

تتيح الموصلات الهجينة دمج أنواع متعددة من الموصلات، عادةً عبر غلاف مزود بفتحات داخلية. [ 19 ] كما تسمح هذه الأغلفة بدمج الواجهات الكهربائية وغير الكهربائية، ومن أمثلة الأخيرة موصلات خطوط الهواء المضغوط وموصلات الألياف الضوئية . ولأن الموصلات الهجينة ذات تصميم معياري، فإنها تُسهّل عملية التجميع والإصلاح والتعديلات المستقبلية. كما تُتيح إنشاء تجميعات كابلات مركبة تُقلل وقت تركيب المعدات بتقليل عدد تجميعات الكابلات والموصلات الفردية.

الميزات الميكانيكية

تسلسل الدبابيس

صُممت بعض الموصلات بحيث تتصل بعض الأطراف قبل غيرها عند إدخالها، وتنفصل أولاً عند فصلها. [ 1 ] يُستخدم هذا التصميم غالبًا في موصلات الطاقة لحماية المعدات، مثل توصيل التأريض أولاً. كما يُستخدم أيضًا للإشارات الرقمية، كوسيلة لتسلسل التوصيلات بشكل صحيح في التبديل السريع .

إدخال المفاتيح

أمثلة على الموصلات ذات المفاتيح
موصل XLR ، يوضح الشق المخصص للمحاذاة
كابل فيديو S-Video من نوع Mini-DIN ذو 4 دبابيس ، مزود بشقوق ودبوس محاذاة مستطيل.

تحتوي العديد من الموصلات على آلية تثبيت ميكانيكية (تُسمى أحيانًا مجرى المفتاح )، تمنع التوصيل في الاتجاه الخاطئ. [ 20 ] يُستخدم هذا لمنع التلف الميكانيكي للموصلات، نتيجةً لإدخالها بزاوية خاطئة أو في الموصل الخاطئ، أو لمنع التوصيلات الكهربائية غير المتوافقة أو الخطيرة، مثل توصيل كابل صوت بمأخذ كهربائي. [ 1 ] كما تمنع آلية التثبيت هذه توصيل الموصلات المتناظرة في الاتجاه أو القطبية الخاطئة . وتكتسب آلية التثبيت أهمية خاصة في الحالات التي تكثر فيها الموصلات المتشابهة، كما هو الحال في إلكترونيات الإشارة. [ 7 ] : 26 على سبيل المثال، تحتوي موصلات XLR على شق لضمان التوجيه الصحيح، بينما تحتوي مقابس Mini-DIN على نتوء بلاستيكي يتناسب مع فتحة مقابلة في المقبس (كما تحتوي على حافة معدنية مشقوقة لتوفير آلية تثبيت ثانوية). [ 21 ]

آليات القفل

صُممت بعض أغلفة الموصلات بآليات قفل لمنع الفصل غير المقصود أو ضعف الإحكام البيئي. [ 1 ] تشمل تصاميم آليات القفل أنواعًا مختلفة من أذرع القفل، والبراغي الرافعة، والأغلفة الملولبة، وموصلات الدفع والسحب ، وأنظمة التبديل أو الحربة . تتطلب بعض الموصلات، وخاصة تلك التي تحتوي على عدد كبير من نقاط التلامس، قوى عالية للتوصيل والفصل. غالبًا ما تُستخدم أذرع القفل والبراغي الرافعة والأغلفة الملولبة لهذه الموصلات لتثبيت الموصل عند توصيله، ولتوفير القوة اللازمة للتوصيل والفصل. بناءً على متطلبات التطبيق، قد تخضع الأغلفة المزودة بآليات قفل لاختبارات في ظل محاكاة بيئية متنوعة تشمل الصدمات والاهتزازات، ورذاذ الماء، والغبار، وما إلى ذلك، لضمان سلامة التوصيل الكهربائي وإحكام الغلاف.

الأغطية الخلفية

تُعدّ الأغطية الخلفية من الملحقات الشائعة للموصلات الصناعية عالية الموثوقية، وخاصةً الموصلات الدائرية . [ 18 ] تحمي هذه الأغطية عادةً الموصل و/أو الكابل من الإجهاد البيئي أو الميكانيكي، أو تحجبه عن التداخل الكهرومغناطيسي . [ 22 ] تتوفر أنواع عديدة من الأغطية الخلفية لأغراض مختلفة، بما في ذلك أحجام وأشكال ومواد ومستويات حماية متنوعة. تُثبّت الأغطية الخلفية عادةً على الكابل بواسطة مشبك أو غطاء مصبوب، وقد تكون ملولبة للتوصيل بمقبس متوافق. [ 23 ] تخضع الأغطية الخلفية المستخدمة في التطبيقات العسكرية والفضائية لمعيار SAE AS85049 في الولايات المتحدة الأمريكية. [ 24 ]

نقاط التماس الزائدية

لضمان استقرار الإشارة في البيئات القاسية، قد لا يكون تصميم الدبابيس والمقابس التقليدي كافيًا. صُممت نقاط التلامس القطعية لتحمل متطلبات فيزيائية أكثر قسوة، مثل الاهتزاز والصدمات. [ 20 ] كما أنها تتطلب قوة إدخال أقل بنحو 40% [ 25 ] - تصل إلى 0.3 نيوتن (1 أونصة قوة ) لكل نقطة تلامس، [ 26 ] مما يطيل عمرها الافتراضي، وفي بعض الحالات يوفر بديلاً عن الموصلات التي لا تتطلب قوة إدخال . [ 27 ] [ 25 ]   

في الموصلات ذات نقاط التلامس القطعية، تحتوي كل نقطة تلامس أنثوية على عدة أسلاك طولية متساوية التباعد ملتوية على شكل قطع زائد. تتميز هذه الأسلاك بمقاومتها العالية للإجهاد، مع احتفاظها ببعض المرونة، ولذا فهي تعمل أساسًا كزنبركات خطية. [ 28 ] [ 29 ] عند إدخال الدبوس الذكري، تنحرف الأسلاك المحورية في نصف المقبس، ملتفةً حول الدبوس لتوفير عدد من نقاط التلامس. عادةً ما تُثبَّت الأسلاك الداخلية التي تُشكِّل بنية القطع الزائد من كل طرف عن طريق ثني الطرف في أخدود أو شق في الغلاف. [ 30 ]

على الرغم من أن الموصلات القطعية الزائدة قد تكون الخيار الوحيد لإجراء اتصال موثوق في بعض الظروف، إلا أنها تشغل حيزًا أكبر في الموصل، مما قد يسبب مشاكل في الموصلات عالية الكثافة. [ 25 ] كما أنها أغلى بكثير من موصلات الدبابيس والمآخذ التقليدية، الأمر الذي حدّ من انتشارها منذ اختراعها في عشرينيات القرن الماضي على يد ويلهلم هارولد فريدريك. [ 31 ] في خمسينيات القرن الماضي، ساهم فرانسوا بونوم في نشر الموصلات القطعية الزائدة من خلال موصل "هايبرتاك" الذي استحوذت عليه لاحقًا مجموعة سميث . خلال العقود التالية، اكتسبت هذه الموصلات شعبية متزايدة، ولا تزال تُستخدم في التطبيقات الطبية والصناعية والعسكرية والفضائية والسكك الحديدية (وخاصة القطارات في أوروبا). [ 28 ]

دبابيس بوجو

موصلات دبابيس بوجو

تُستخدم موصلات دبابيس التوصيل أو الموصلات الزنبركية بشكل شائع في المنتجات الاستهلاكية والصناعية، حيث تُعتبر المتانة الميكانيكية وسهولة الاستخدام من الأولويات. [ 32 ] يتكون الموصل من أسطوانة وزنبرك ومكبس. وتُستخدم هذه الموصلات في تطبيقات مثل موصل MagSafe حيث يُفضل الفصل السريع لأسباب تتعلق بالسلامة. ولأنها تعتمد على ضغط الزنبرك، وليس الاحتكاك، فإنها تتميز بمتانة أكبر وتلف أقل من تصميم الدبابيس والمقابس التقليدي، مما يجعلها مناسبة لاختبار الدوائر الكهربائية . [ 33 ]

موصلات زنبركية تاجية

قابس زنبركي تاجي نموذجي ومقبسه الأنثوي

تُستخدم موصلات الزنبرك التاجي بشكل شائع في التطبيقات الصناعية وتدفقات التيار العالية. تتميز هذه الموصلات بعدد كبير من نقاط التلامس، مما يوفر اتصالاً كهربائياً أكثر موثوقية من موصلات الدبابيس والمقابس التقليدية. [ 34 ]

طرق الاتصال

موصلات القابس والمقبس
قابس ذكر MIL-DTL-5015
موصل VGA أنثى
موصل منفذ تسلسلي ذكر
أسطح التزاوج لموصل خنثوي

على الرغم من عدم دقتها من الناحية التقنية، يمكن اعتبار الموصلات الكهربائية نوعًا من المحولات للتحويل بين طريقتين للتوصيل، حيث تكون إحدى طرفيها متصلة بشكل دائم، بينما تكون الأخرى قابلة للفصل (عادةً). [ 7 ] : 40 وبحسب التعريف، لكل طرف من أطراف هذا "المحول" طريقة توصيل مختلفة ، مثل أطراف اللحام في موصل الهاتف الذكري ، وموصل الهاتف الذكري نفسه. [ 3 ] في هذا المثال، تمثل أطراف اللحام المتصلة بالكابل التوصيل الدائم، بينما يتصل جزء الموصل الذكري بمقبس أنثوي مكونًا توصيلًا قابلًا للفصل. 

توجد طرق عديدة لتوصيل الموصلات بالكابلات أو الأجهزة. بعض هذه الطرق يمكن إنجازها دون أدوات متخصصة. أما الطرق الأخرى، فرغم أنها تتطلب أدوات خاصة، إلا أنها تُتيح تركيب الموصلات بسرعة أكبر وموثوقية أعلى، وتُسهّل عمليات الإصلاح.

يُطلق على عدد مرات توصيل وفصل الموصل مع نظيره مع استيفاء جميع مواصفاته اسم دورات التوصيل ، وهي مقياس غير مباشر لعمر الموصل. وتُعد المادة المستخدمة في تلامس الموصل، ونوع الطلاء وسماكته، من العوامل الرئيسية التي تحدد دورات التوصيل. [ 35 ]

موصلات القابس والمقبس

تتكون موصلات القابس والمقبس عادةً من قابس ذكر (عادةً ما يكون مزودًا بدبابيس توصيل) ومقبس أنثى ( عادةً ما يكون مزودًا بمقبس). غالبًا، ولكن ليس دائمًا، تُثبّت المقابس بشكل دائم على الجهاز كما هو الحال في موصل الهيكل ، بينما تُوصل القوابس بكابل.

تحتوي المقابس عادةً على دبوس واحد أو أكثر يتم إدخالها في فتحات المقبس المتوافق. يجب أن يكون التوصيل بين الأجزاء المعدنية المتوافقة محكمًا بما يكفي لضمان توصيل كهربائي جيد وإكمال الدائرة. يستخدم نوع بديل من المقابس والمقابس نقاط تلامس زائدية ، مما يوفر توصيلًا كهربائيًا أكثر موثوقية. عند التعامل مع الموصلات متعددة الدبابيس، يُنصح باستخدام مخطط توزيع الدبابيس لتحديد السلك أو نقطة الدائرة المتصلة بكل دبوس.

قد تجمع بعض أنواع الموصلات بين نوعي التوصيل بالدبابيس والمآخذ في وحدة واحدة، ويُشار إليها باسم الموصل الخنثى . [ 6 ] : 56 تتضمن هذه الموصلات إمكانية التوصيل مع كل من الأجزاء الذكرية والأنثوية، حيث تتكون من أجزاء متطابقة ومتكاملة، يحتوي كل منها على نتوءات وتجاويف. تُركّب أسطح التوصيل هذه في تركيبات متطابقة تتلاءم بحرية مع أي تركيب آخر، بغض النظر عن الجنس (شريطة تطابق الحجم والنوع).

أحيانًا، ينتهي طرفا الكابل بنفس نوع الموصل، كما هو الحال في العديد من كابلات توصيل الإيثرنت . وفي تطبيقات أخرى، يختلف نوع الموصل بين الطرفين، إما بموصل ذكر وأنثى من نفس النوع (كما في سلك التمديد )، أو بموصلات غير متوافقة، وهو ما يُسمى أحيانًا بكابل محول .

تُستخدم المقابس والمآخذ على نطاق واسع في أنظمة التوصيل المختلفة بما في ذلك موصلات الشفرات، ولوحات التجارب ، وموصلات XLR ، ومنافذ طاقة السيارات ، وموصلات الموز ، وموصلات الهاتف .

المقابس والمآخذ

قابس هاتف ذكر

المقبس هو موصل يُركّب على سطح الحاجز أو الغلاف، ويتصل بنظيره، وهو القابس . [ 36 ] وفقًا للجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين ، [ 37 ] يُصنّف الموصل الثابت (الأكثر ثباتًا) في الزوج على أنه مقبس (يرمز له بـ J)، وعادةً ما يُثبّت على قطعة من المعدات كما في موصلات التثبيت على الهيكل أو اللوحة. أما الموصل المتحرك (الأقل ثباتًا) فيُصنّف على أنه قابس ( يرمز له بـ P)، [ 37 ] وهو مصمم للتوصيل بسلك أو كابل أو مجموعة كهربائية قابلة للفصل. [ 38 ] هذا التصنيف مُعرّف حاليًا في معيار ASME Y14.44-2008، الذي يحل محل معيار IEEE 200-1975 ، والذي بدوره مُشتق من معيار MIL-STD-16 الذي تم سحبه منذ فترة طويلة (من خمسينيات القرن الماضي)، مما يُبرز إرث هذا التصنيف للموصلات. [ 36 ] يعمل معيار IEEE 315-1975 جنبًا إلى جنب مع معيار ASME Y14.44-2008 لتحديد المقابس والمآخذ.

يُستخدم مصطلح "جاك" في عدة مصطلحات ذات صلة:

موصلات قابلة للضغط

يتم تثبيت سلك وموصل معًا باستخدام أداة التثبيت.

الموصلات المضغوطة هي نوع من أنواع التوصيلات غير الملحومة، حيث تستخدم الاحتكاك الميكانيكي والتشوه المنتظم لتثبيت الموصل على سلك مُعرّى مسبقًا (عادةً ما يكون مجدولًا). [ 1 ] يُستخدم الضغط في موصلات التوصيل ، والمقابس والمآخذ متعددة الأطراف المضغوطة، والموصلات المحورية المضغوطة. يتطلب الضغط عادةً أداة ضغط متخصصة، لكن هذه الموصلات سريعة وسهلة التركيب، وهي بديل شائع لوصلات اللحام أو موصلات إزاحة العزل. تعمل وصلات الضغط الفعالة على تشويه معدن الموصل بما يتجاوز نقطة خضوعه ، بحيث يتسبب السلك المضغوط في شد في الموصل المحيط، وتتعارض هذه القوى لتكوين درجة عالية من الاحتكاك الساكن . نظرًا للعنصر المرن في وصلات الضغط، فإنها تتمتع بمقاومة عالية للاهتزاز والصدمات الحرارية . [ 39 ]

تُعتبر نقاط التوصيل المضغوطة دائمة (أي لا يمكن إعادة استخدام الموصلات وأطراف الأسلاك). [ 40 ]

يمكن تصنيف موصلات القابس والمقبس المضغوطة إلى موصلات ذات تحرير خلفي أو موصلات ذات تحرير أمامي . ويتعلق هذا بجانب الموصل الذي يتم تثبيت الدبابيس فيه: [ 20 ]

  • يتم تحرير نقاط التلامس الأمامية من الجهة الأمامية (جهة التلامس) للموصل، وإزالتها من الجهة الخلفية. تتشابك أداة الإزالة مع الجزء الأمامي من نقطة التلامس وتدفعها إلى الجهة الخلفية للموصل.
  • يتم تحرير نقاط التلامس الخلفية وإزالتها من الجهة الخلفية (جهة السلك) للموصل. تقوم أداة الإزالة بتحرير نقاط التلامس من الخلف وسحبها من المثبت.

موصلات ملحومة

تُوصَّل العديد من موصلات المقابس والمآخذ بالأسلاك أو الكابلات عن طريق لحام الموصلات بالأقطاب الكهربائية الموجودة على الجزء الخلفي من الموصل. تتميز وصلات اللحام في الموصلات بالمتانة والموثوقية عند تنفيذها بشكل صحيح، ولكنها عادةً ما تكون أبطأ من وصلات الكبس. [ 1 ] عند لحام الأسلاك بالجزء الخلفي من الموصل، يُستخدم غالبًا غلاف خلفي لحماية الوصلة وتخفيف الضغط. تُوفَّر دلاء أو أكواب لحام معدنية ، تتكون من تجويف أسطواني يملؤه الفني باللحام قبل إدخال السلك. [ 41 ]

عند إنشاء وصلات اللحام، من الممكن أن ينصهر العازل بين الأطراف أو الأسلاك. قد يُسبب ذلك مشاكل لأن الموصلية الحرارية للمعادن تُؤدي إلى انتشار الحرارة بسرعة عبر الكابل والموصل، وعندما تُذيب هذه الحرارة العازل البلاستيكي، فقد تُسبب دوائر قصر أو عازلًا مخروطيًا. [ 40 ] كما أن وصلات اللحام أكثر عرضةً للتلف الميكانيكي من وصلات الكبس عند تعرضها للاهتزاز والضغط. [ 42 ]

موصلات الإزاحة العازلة

نظرًا لأن إزالة العازل عن الأسلاك عملية تستغرق وقتًا طويلاً، فإن العديد من الموصلات المصممة للتجميع السريع تستخدم موصلات إزاحة العازل التي تقطع العازل أثناء إدخال السلك. [ 1 ] تتخذ هذه الموصلات عادةً شكل فتحة متشعبة في الطرف، حيث يُضغط السلك المعزول داخلها، مما يؤدي إلى قطع العازل وتوصيله بالموصل. ولضمان موثوقية هذه التوصيلات على خط الإنتاج، تُستخدم أدوات خاصة للتحكم بدقة في القوى المطبقة أثناء التجميع. وعلى نطاق صغير، تميل تكلفة هذه الأدوات إلى أن تكون أعلى من تكلفة أدوات التوصيل بالضغط.

تُستخدم موصلات الإزاحة العازلة عادةً مع الموصلات الصغيرة لأغراض الإشارة وعند الجهد المنخفض. أما موصلات الطاقة التي تحمل تيارًا يزيد عن بضعة أمبيرات، فيتم توصيلها بوسائل أخرى أكثر موثوقية، على الرغم من أن موصلات الضغط "الساخنة" تجد بعض الاستخدام في تطبيقات السيارات [ 43 ] لإضافة وصلات إلى الأسلاك الموجودة.

من الأمثلة الشائعة كابل الشريط المسطح متعدد الموصلات المستخدم في محركات أقراص الكمبيوتر؛ إذ أن توصيل كل سلك من الأسلاك العديدة (حوالي 40 سلكًا) على حدة سيكون بطيئًا وعرضة للأخطاء، ولكن موصل إزاحة العزل يمكنه توصيل جميع الأسلاك دفعة واحدة. ومن الاستخدامات الشائعة الأخرى ما يُسمى بكتل التوصيل السريع المستخدمة لتوصيل أسلاك الأزواج الملتوية غير المحمية .

أطراف توصيل على مكبر صوت ثنائي التضخيم

أعمدة الربط

تُعدّ أطراف التوصيل طريقةً لتوصيل سلك واحد، حيث يُربط السلك المُعرّى ببرغي أو مشبك على قطب معدني. تُستخدم هذه الموصلات بكثرة في أجهزة الاختبار الإلكترونية وأجهزة الصوت. كما تقبل العديد من أطراف التوصيل قابس الموز .

أطراف توصيل لولبية

تُستخدم وصلات البراغي بكثرة في التوصيلات الكهربائية شبه الدائمة والتوصيلات داخل الأجهزة، نظرًا لبساطتها وموثوقيتها. يقوم مبدأ عمل جميع أطراف البراغي على تثبيت طرف برغي على موصل مكشوف. ويمكن استخدامها لربط عدة موصلات، [ 44 ] أو لتوصيل الأسلاك بلوحة الدوائر المطبوعة ، أو لإنهاء كابل في قابس أو مقبس. [ 7 ] : 50 قد يعمل برغي التثبيت على المحور الطولي (موازٍ للسلك) أو المحور العرضي (عمودي على السلك)، أو كليهما. من عيوبها أن توصيل الأسلاك أصعب من مجرد توصيل كابل، وأن أطراف البراغي ليست محمية بشكل جيد من ملامسة الأشخاص أو المواد الموصلة الغريبة.

كتل طرفية من أنواع مختلفة

توفر كتل التوصيل (وتُسمى أيضًا لوحات أو شرائط التوصيل ) وسيلةً سهلةً لتوصيل الأسلاك الكهربائية الفردية دون الحاجة إلى وصلات أو ربط الأطراف مباشرةً. ونظرًا لتوافر كتل التوصيل بسهولة لأحجام أسلاك متنوعة وعدد كبير من الأطراف، فإنها تُعد من أكثر أنواع الموصلات الكهربائية مرونةً. يقبل أحد أنواع كتل التوصيل أسلاكًا مُجهزةً فقط بإزالة جزء صغير من العازل من طرفها. بينما يقبل نوع آخر، يُسمى غالبًا شرائط التوصيل الحاجزة ، أسلاكًا مزودة بأطراف توصيل حلقية أو شوكية مثبتة عليها بالضغط.

تسمح أطراف التوصيل اللولبية المثبتة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بتوصيل الأسلاك الفردية بلوحة الدوائر المطبوعة من خلال أسلاك ملحومة باللوحة.

موصلات حلقية ومجرفة

موصلات طرفية سلكية حلقية الشكل

تُعرف الموصلات في الصف العلوي من الصورة باسم أطراف الحلقة وأطراف المجرفة (وتُسمى أحيانًا أطراف الشوكة أو الحلقة المنقسمة). يتم التوصيل الكهربائي عبر السطح المستوي للحلقة أو المجرفة، بينما يتم تثبيتها ميكانيكيًا بتمرير برغي أو مسمار من خلالها. يُسهّل شكل طرف المجرفة عملية التوصيل، حيث يمكن ترك البرغي أو المسمار مُثبّتًا جزئيًا عند إزالة طرف المجرفة أو تركيبه. يُمكن تحديد أحجامها بناءً على سُمك السلك الموصل، والقطرين الداخلي والخارجي.

في حالة موصلات التجعيد المعزولة، تقع منطقة التجعيد أسفل غلاف عازل يمر عبره ضغط السلك. أثناء التجعيد، يُضغط الطرف الممتد لهذا الغلاف العازل في الوقت نفسه حول المنطقة المعزولة من الكابل، مما يُخفف الضغط. يتميز الغلاف العازل للموصلات المعزولة بلون يُشير إلى مساحة المقطع العرضي للسلك . الألوان موحدة وفقًا للمعيار DIN 46245.

  • اللون الأحمر لمساحات المقطع العرضي من 0.5 إلى 1 مم²
  • اللون الأزرق لمساحات المقطع العرضي من 1.5 إلى 2.5 مم²
  • اللون الأصفر لمساحات المقطع العرضي التي تزيد عن 4 إلى 6 مم²

موصلات الشفرات

موصلات الشفرة (النصف السفلي من الصورة). أطراف التوصيل الحلقية والشوكية (النصف العلوي). أطراف التوصيل الرصاصية، ذكر وأنثى (في المنتصف الأيمن، بأسلاك زرقاء).

موصل الشفرة هو نوع من أجهزة التوصيل أحادية السلك، يعمل بنظام القابس والمقبس، ويستخدم شفرة موصلة مسطحة (قابس) تُدخل في مقبس. تُوصل الأسلاك عادةً بأطراف موصل الشفرة الذكرية أو الأنثوية إما بالضغط أو اللحام . تتوفر أنواع معزولة وغير معزولة. في بعض الحالات، تكون الشفرة جزءًا لا يتجزأ من مُكوِّن مُصنَّع (مثل مفتاح أو وحدة مكبر صوت)، ويتم دفع طرف الموصل المقابل على طرف موصل الجهاز.

طرق اتصال أخرى

انظر أيضاً

الموصلات

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 7 "معلومات عن الموصلات الكهربائية" . Engineering360 . IEEE GlobalSpec . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2019 .
  2. مروتشكوفسكي، روبرت س. (1998). "الفصل 1". دليل الموصلات الكهربائية: النظرية والتطبيقات . ماكجرو هيل. ISBN 0-07-041401-7.
  3. 1 2 إليوت، برايان س. (2007). "الفصل 9: الموصلات". الأجهزة والمكونات الكهروميكانيكية ( الطبعة الثانية). ماكجرو هيل بروفيشنال. ISBN  978-0-07-147752-9.
  4. SFUptownMaker. "أساسيات الموصل" . SparkFun . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2019 .
  5. ديفيد، لاري (17 مارس 2012). "تعريفات هندسية - من 'Com' إلى 'Con'"مصطلحات قاموس الهندسة الإلكترونية . الموصل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 يونيو 2019 .
  6. 1 2 هورويتز، بول؛ هيل، وينفيلد (1989). فن الإلكترونيات ( الطبعة الثانية). مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN  0-521-37095-7.
  7. 1 2 3 4 5 6 الموصلات - التقنيات والاتجاهات (ملف PDF) . ZVEI - الرابطة الألمانية لمصنعي الأجهزة الكهربائية والإلكترونية. أغسطس 2016.
  8. 1 2 "شرح موصلات موليكس، كما تُستخدم في لعبة البينبول" . متحف مارفن الميكانيكي الرائع . 4 مارس 2005. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
  9. إندريس، هربرت (19 ديسمبر 2011). "الذهب أم القصدير مقابل الذهب والقصدير؟" . موليكس . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2019 .
  10. شركة AMP (29 يوليو 1996). "القواعد الذهبية: إرشادات استخدام الذهب على نقاط التلامس" (ملف PDF) . شركة تايكو للإلكترونيات. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 29 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019. يُستخدم الذهب عمومًا كطلاء للتلامس في تطبيقات الجهد والتيار المنخفضين، وحيث تُعد الموثوقية العالية من الاعتبارات الأساسية .
  11. 1 2 3 "الموصلات: آليات الفشل والشذوذ" (ملف PDF) . قيادة أنظمة البحرية . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
  12. تم تجميع توزيعات أنماط الفشل المعيارية في الأصل من مجموعة من: MIL-HDBK-978، "دليل تطبيقات أجزاء ناسا"، 1991؛ MIL-HDBK-338، "دليل تصميم موثوقية الإلكترونيات"، 1994؛ "مجموعة أدوات الموثوقية: إصدار الممارسات التجارية"، مركز تحليل الموثوقية (RAC)، 1998؛ و"تحليل أنماط الفشل والتأثيرات والحرجية (FMECA)"، RAC، 1993.
  13. "حلول توصيل الكابلات الشريطية" (ملف PDF) . شركة TE Connectivity . أبريل 2012. ص 30. تاريخ الاطلاع: 1 يوليو 2019. يمنع تصميمها نمط الفشل التقليدي في الوصلات المطلية بالقصدير، وهو التآكل الاحتكاكي . .
  14. مروتشكوفسكي، د. روبرت س. (15 أكتوبر 2004). "نظرة على موثوقية الموصلات" (ملف PDF) . IEEE . connNtext. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 25 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
  15. 1 2 "مصطلحات وتعريفات أساسية للموصلات لمحددي أنظمة توصيل الأسلاك" (ملف PDF) . شركة غلينير، 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-06-2019 .
  16. "دليل ميداني: اتصال إيثرنت الصناعي" . 2017.
  17. ديتمار رورينغ. "أنظمة توصيل إيثرنت M12 مقابل RJ45" . 2014.
  18. 1 2 "أغطية خلفية من أمفينول سوكابكس" (ملف PDF) . شركة آر إس كومبوننتس المحدودة . أمفينول سوكابكس. 2 نوفمبر 2016. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 26 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 26 يونيو 2019 .
  19. "الموصل الهجين" . الاتصالات: مسرد مصطلحات الاتصالات (FS1037C) . الإدارة الوطنية للاتصالات والمعلومات. 23 أغسطس 1996.
  20. 1 2 3 وورلي، جون (31 يوليو 2018). "دليل مصطلحات الموصلات الدائرية" . حلول مكونات NYK . تم الاسترجاع في 15 أكتوبر 2018 .
  21. إيفانز، بيل (2011). أساسيات الصوت المباشر . تكنولوجيا الدورة. ص 24 ، 29. ISBN  978-1-4354-5494-1.
  22. "كيفية اختيار الغطاء الخلفي المناسب" (ملف PDF) . شركة CDM للإلكترونيات . ١٢ يونيو ٢٠١٢. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في ٥ ديسمبر ٢٠٢٠. تم الاطلاع عليه في ٢٦ يونيو ٢٠١٩ .
  23. ديفيد، لاري (17 مارس 2012). "تعريف الغلاف الخلفي" . مصطلحات قاموس الهندسة الإلكترونية . تم الاسترجاع في 30 يونيو 2019 .
  24. "كيفية اختيار الغطاء الخلفي" (ملف PDF) . شركة أمفينول . BackShellWorld.com. 6 سبتمبر 2008. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 14 فبراير 2019. تم الاطلاع عليه في 26 يونيو 2019 .
  25. 1 2 3 لاسيلز، روبرت (8 يونيو 2015). "وصلات القطع الزائد الحديثة لموصلات الإدخال/الإخراج الدائرية" . ConnectorSupplier.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 يونيو 2019 .
  26. "موصلات القطع الزائد من IEH" (ملف PDF) . شركة IEH . أكتوبر 2017. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 27 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019 .
  27. "تقنيتنا" . شركة IEH . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 يونيو 2019 .
  28. 1 2 ديفيد بريرلي (9 أكتوبر 2015). "هل تثق بحياتك لتصميم موصل عمره 50 عامًا؟" . نصائح حول الموصلات . تم الاطلاع عليه في 27 يونيو 2019 .
  29. ↑ طلب SU 1125684A1 ، بوستينسكي نيكولاي ، "مقبس على شكل قطع زائد لجهاز التوصيل"، نُشر عام 1983  .
  30. ↑ طلب GB 2366097A ، دونالد ريتشارد لاكوي ، "مقبس كهربائي زائدي"، نُشر في 27 فبراير 2002 . 
  31. ↑ براءة اختراع أمريكية رقم 1833145A ، ويلهلم هارولد فريدريك، "الموصل"، نُشرت في 7 يوليو 1925 . 
  32. "مقدمة أساسية عن دبابيس بوجو" . شركة سي سي بي كونتاكت بروبس . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 أبريل 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يوليو 2019 .
  33. "مرحباً بكم في كوالماكس" . كوالماكس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يوليو 2019 .
  34. سليد، بول ج. (2014). التوصيلات الكهربائية: المبادئ والتطبيقات ( الطبعة الثانية). مطبعة سي آر سي. ص 408. ISBN   978-1-4398-8130-9.
  35. "تعرّف على المزيد حول دورات توصيل الموصلات" . www.amphenol-icc.com . تاريخ الاسترجاع: 23 أغسطس 2021 .
  36. 1 2 هاغينز، جون س. (15 يوليو 2009). "مقبس/قابس - مقبس، قابس، موصلات ذكر، أنثى" . مراجعة هندسية . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2019 .
  37. 1 2 التسميات المرجعية للأجزاء والمعدات الكهربائية والإلكترونية: ASME Y14.44-2008 : القسم 2.1.5.3 (2) . ASME، فيرفيلد، نيوجيرسي. 2008. مؤرشف من الأصل في 13 مارس 2010. تم الاسترجاع في 3 فبراير 2012. يُشار إلى الموصل الثابت (الأكثر ثباتًا) في الزوج المتزاوج بالرمز J أو X... ويُشار إلى الموصل المتحرك (الأقل ثباتًا) في الزوج المتزاوج بالرمز P. 
  38. الرموز الرسومية للمخططات الكهربائية والإلكترونية (بما في ذلك أحرف التسمية المرجعية): IEEE-315-1975 (أعيد تأكيده عام 1993): القسم 22. IEEE و ANSI، نيويورك، نيويورك. 1993.
  39. "الضغط مقابل اللحام: الإيجابيات والسلبيات" . موصلات الترددات اللاسلكية . 1 ديسمبر 2004. مؤرشف من الأصل في 1 يوليو 2019. تم الاسترجاع في 1 يوليو 2019 .
  40. 1 2 "الضغط مقابل اللحام" (ملف PDF) . كتالوج إلكترونيات أفيل . 2013. تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
  41. "قابل للتركيب الميداني: سر إتقان الموصلات" . ديزاين سبارك . آر إس كومبوننتس. 16 مارس 2017. موصلات اللحام . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
  42. سيمون، أندريه. "اللحام مقابل التجعيد" . أكاديمية الأداء العالي . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2019 .
  43. "موصل السيارات" . Gvtong . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10-07-2025 . تم الاسترجاع بتاريخ 10-01-2025 .
  44. "ورقة البيانات 563: موصل الكابل" (ملف PDF) . كليبسال . تم الاطلاع عليه في 1 يوليو 2019 .
عام
  • فورمان، كريس، "تصميم نظام الصوت"، دليل مهندسي الصوت ، الطبعة الثالثة، جلين إم. بالو، محرر، إلسيفير إنك، 2002، ص  1171-1172.

شعار ويكيميديا ​​كومنزالوسائط المتعلقة بالموصلات الكهربائية على ويكيميديا ​​كومنز