Los enchufes y enchufes para electrodomésticos portátiles comenzaron a estar disponibles en la década de 1880. Una proliferación de tipos desarrollados para abordar los problemas de conveniencia y protección contra descargas eléctricas. En la actualidad, existen aproximadamente 20 tipos de uso común en todo el mundo (consulte Enchufes y enchufes de alimentación de CA ), y todavía se encuentran muchos tipos de enchufes obsoletos en edificios más antiguos.
Desarrollo
Historia temprana
Cuando la electricidad se introdujo por primera vez en las casas en la década de 1880, se utilizó principalmente para la iluminación. Un enfoque común para otros electrodomésticos (como aspiradoras, ventiladores eléctricos, planchas alisadoras y calentadores de tenazas para rizar) era conectarlos a los enchufes de las bombillas mediante enchufes de portalámparas. [1] Sin embargo, en Gran Bretaña, ya en 1885 aparecieron en el mercado enchufes de dos clavijas y enchufes de pared reconocibles.
Orígenes británicos
A medida que la electricidad se convirtió en un método común para operar electrodomésticos que ahorran trabajo, se necesitaba un medio seguro de conexión al sistema eléctrico que no fuera el uso de un enchufe de luz. Thomas Tayler Smith, de Londres, Inglaterra, recibió la patente británica 4162 en 1882 para una "Conexión de circuito eléctrico" para "permitir que los conductores eléctricos que transportan la corriente a una o más lámparas, oa lo largo de un cable flexible, se conecten de forma rápida y segura. con la línea o cables principales ". Smith posteriormente recibió la patente estadounidense 311,616 [2] para el mismo dispositivo en 1885. Según el autor británico John Mellanby [3], hubo patentes británicas para enchufes y enchufes concedidas a TT Smith en 1883 (No. 3883) y WB Sayers & G. Hookham en 1884, (No. 16655). Mellanby también escribe que había diseños de dos pines en 1885, uno de los cuales aparece en el catálogo (británico) de General Electric Company Ltd. de 1889.
Gustav Binswanger, un inmigrante alemán que fundó la (británica) General Electric Company Ltd, obtuvo una patente (GB189516898) en 1895 para un enchufe y una toma que utiliza un sistema de contacto concéntrico (coaxial).
Invenciones de Hubbell
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/6/6d/US_Patent_774250.png/220px-US_Patent_774250.png)
Harvey Hubbell inventó varios arreglos de enchufes y enchufes eléctricos estadounidenses tempranos . El 26 de febrero de 1903 presentó dos solicitudes de patente con enchufes y adaptadores de 2 clavijas para usar sus enchufes con diseños existentes de enchufes de lámparas y receptáculos de pared. El primer diseño de enchufe de Hubbell tenía dos clavijas redondas que se diferenciaban de las que ya se usaban en Europa en que las puntas de las clavijas tenían retenes anulares similares a los de los enchufes actuales para retener positivamente un enchufe en su zócalo. En una patente, US 774,250 [4], se usó un enchufe con un casquillo que se atornillaba en un portalámparas (como los primeros enchufes de portalámparas). En la otra patente US 776,326 [5] se utilizó el mismo tipo de enchufe con varios adaptadores de tres vías que podrían conectarse a portalámparas o "un receptáculo de cualquier tipo ordinario". Las figuras 2 y 4 de esta patente muestran un adaptador enchufado en lo que parece ser un receptáculo "Chapman". [6]
Hubbell evidentemente pronto encontró insatisfactorio el diseño de la clavija redonda, ya que una patente posterior US 774,251 [7] presentada el 27 de mayo de 1904 muestra adaptadores de portalámparas similares a los de su primera patente para su uso con clavijas que tienen clavijas planas coplanares (en tándem).
El catálogo de Hubbell de 1906 incluye varios adaptadores de tres vías similares a los mostrados en la patente de EE.UU. 776,326, pero modificados para su uso con los enchufes de clavija plana coplanares. [8] El receptáculo Chapman debe haber sido de uso general en ese momento, ya que era el único tipo de receptáculo sin portalámparas para el que se suministraron adaptadores. El catálogo de 1906 dice del adaptador Chapman: "El dispositivo evita unir los cables como es necesario con el enchufe Chapman ordinario cuando se usa para más de un propósito". Esto sugiere que la invención original de Hubbell fue motivada por su observación del problema que surgió con el uso de este tipo de receptáculo y enchufe. Poco a poco se fueron desarrollando los enchufes de pared para complementar los que se enroscaban en los portalámparas. [9] [10] [11]
En 1912, Hubbell giró sus pines en tándem 90 grados para llegar a la configuración de pines planos paralelos que todavía se utilizan ampliamente en la actualidad (NEMA 1-15).
Una característica común a todos los diseños patentados de Hubbell es la provisión de retenes para retener un enchufe en su enchufe. Esta habría sido una característica deseable en los días antes de que los receptáculos de pared se generalizaran y, para muchos consumidores, la única fuente de electricidad era un enchufe de luz eléctrica.
Hubbell frente a otros fabricantes estadounidenses
A pesar de las objeciones de Hubbel, otros fabricantes adoptaron el patrón de Hubbell (omitiendo los retenes de Hubbell ya que estos no afectaron la intercambiabilidad) y en 1915 el uso de la configuración de Hubbell estaba generalizado. En 1919, Hubbell intentó sin éxito obtener una orden judicial para evitar que otros fabricantes fabricaran receptáculos y enchufes de las dimensiones utilizadas por Hubbell.
El informe de las actuaciones judiciales [12] incluye una revisión exhaustiva del desarrollo del arte en los Estados Unidos antes de 1919, basada en pruebas presentadas ante la Corte. Los enchufes separables habían estado disponibles durante más de una década antes del diseño de 1904 de Hubbell.
El primero que se presentó al tribunal fue el "Weston" (patente estadounidense 480.900 expedida el 16 de agosto de 1892, para la que Hubbell había obtenido una licencia), otro tipo (no identificado) que le siguió en 1897. Enchufes per se con clavijas planas paralelas, como ya que el diseño de "Fort Wayne" era de uso común en 1886, y los receptáculos empotrados, como el diseño de "Bryant Electrical Company", en 1902. Hubbell había introducido su propia configuración de clavija plana paralela en 1912. En 1915 había ... de 15 a 20 tipos diferentes de cuchillas y de 15 a 30 tipos diferentes de receptáculos. La línea de cada uno no era intercambiable con las líneas de la competencia. ... . La existencia de configuraciones de clavijas tanto en "tándem" como en paralelo había llevado a la introducción en 1914 de algunos receptáculos que tenían configuraciones de ranuras y otros que tenían ranuras en "T".
Para 1915, Hubbell había vendido alrededor de 13 millones de receptáculos y bases / tapas de enchufes con ranuras / pines en tándem, y alrededor de 1,25 millones con ranuras / pines paralelos, la mayoría de los cuales todavía estaban en uso activo, lo que significa que las configuraciones de Hubbell eran, con mucho, las más ampliamente utilizado.
Siguiendo el ejemplo establecido por los fabricantes de lámparas en la estandarización de las bases de las lámparas, se organizó una conferencia de los fabricantes de enchufes y receptáculos, incluido Hubbell, con el fin de acordar una configuración estándar. Fue una época de gran expansión en el uso de aparatos eléctricos como ventiladores, calentadores y cocinas, así como dispositivos portátiles como rizadores de pelo y planchas, y el público quería intercambiabilidad. Se prefirió la configuración de pines paralelos de Hubbell, pero Hubbell se rebeló contra la estandarización y se negó a estar de acuerdo, afirmando que tenía derechos de derecho consuetudinario en las dimensiones de su línea. Los otros miembros de la conferencia siguieron adelante independientemente y acordaron estandarizar la configuración y las dimensiones de las clavijas planas paralelas de Hubbell. La acción judicial de Hubbell solo sirvió para confirmar la legalidad de sus actividades, para gran beneficio del público estadounidense.
Enchufes con puesta a tierra
El enchufe de consumo con toma de tierra tiene varios pretendientes a su invención.
En Gran Bretaña, un libro de 1911 [13] se trata de los productos eléctricos de AP Lundberg & Sons de Londres describe la clavija "Tripin" toma de tierra disponible en 2,5 amperios y 5 modelos de amplificador. La configuración de los pines del "Tripin" parece prácticamente idéntica a los enchufes BS 546 modernos. En su libro de 1914 Cocina eléctrica, calefacción, limpieza, etc. [14] Maud Lucas Lancaster menciona un enchufe y una toma de tierra con revestimiento de hierro de la empresa inglesa Reyrolle and Co.
La primera solicitud de patente estadounidense para un enchufe con toma de tierra parece ser el 11 de enero de 1915 por George P. Knapp, en nombre de la empresa Harvey Hubbell. [15] Esta patente cubre el uso de una clavija de puesta a tierra que se extiende más allá de los otros dos contactos para asegurar que se enganche primero. El diseño de Knapp quedó obsoleto en los EE. UU. Antes de las designaciones modernas de NEMA, pero todavía se usa en algunos otros países, incluidos China, Argentina y Australia. La configuración del enchufe no funcionaba con los enchufes sin tierra de dos contactos existentes. Otros enchufes con conexión a tierra que se utilizan ampliamente en los EE. UU. Hoy en día funcionan con enchufes sin conexión a tierra. A veces se afirma (por ejemplo, en Illumin [16] ) que la versión estadounidense moderna del enchufe con toma de tierra fue inventada por Philip F. Labre, quien obtuvo una patente estadounidense para un enchufe y enchufe con toma de tierra en 1928. [17] Sin embargo, El diseño de Labre no es más similar a la versión moderna que el diseño anterior de Knapp.
Se cree que el enchufe del sistema Schuko alemán data de 1925 y se atribuye a Albert Büttner. [18] A medida que se hizo evidente la necesidad de instalaciones más seguras, los sistemas de tres contactos conectados a tierra se hicieron obligatorios en la mayoría de los países industrializados.
Proliferación
Durante los primeros cincuenta años de uso comercial de la energía eléctrica, los estándares se desarrollaron rápidamente en base a la creciente experiencia. Los factores técnicos, de seguridad y económicos influyeron en el desarrollo de todos los dispositivos de cableado y se inventaron numerosas variedades. Después de que se introdujo el enchufe eléctrico de dos clavijas en la década de 1920, se desarrolló el tomacorriente de tres clavijas. Este formato se introdujo para mitigar el efecto de un evento de cortocircuito, ya que el suministro se neutralizaría con tierra. [19] Gradualmente, el deseo de comerciar eliminó algunas normas que se habían utilizado sólo en unos pocos países. Las antiguas colonias pueden conservar los estándares del país colonizador. A veces, las plantas industriales en alta mar o las bases militares en el extranjero utilizan las prácticas de cableado de su país controlador en lugar de la región circundante. Algunos países tienen varios voltajes, frecuencias y diseños de enchufes en uso, lo que puede crear inconvenientes y peligros para la seguridad. Los hoteles y aeropuertos pueden mantener bases de estándares extranjeras para la conveniencia de los viajeros. Para 2018, había 15 tipos de enchufes y enchufes en todo el mundo. [19]
Consolidación
Las normas de facto se formalizaron como normas oficiales nacionales e internacionales. Se cree que los primeros son los enchufes y enchufes de pared British Standard 73 (cinco amperios de dos clavijas sin conexión a tierra) que se publicó por primera vez en 1915. La Comisión Electrotécnica Internacional en 1934 estableció el comité técnico TC 23 para accesorios eléctricos. Solo se celebraron dos reuniones antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial. [20] En Europa continental, desde 1951 la Comisión Internacional de Normas para la Aprobación de Equipos Eléctricos (CEE) ha publicado una norma (CEE 7 Especificación para enchufes y tomas de corriente para fines domésticos y similares [21] ) que describe los enchufes y enchufes utilizados. En 1953, la CEE publicó el Informe técnico 83 (más tarde 60083), que era una lista de enchufes y enchufes en uso. En América del Norte, la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) publica estándares para enchufes y enchufes.
La norma internacional IEC 60884-1 define los requisitos generales para enchufes y enchufes destinados a fines domésticos y similares, IEC 60884-1 no define tipos específicos de enchufes y enchufes, que están sujetos a las normas nacionales de cada país. IEC 60884-1 párrafo 9.2 estipula que "no será posible, dentro de un sistema dado, conectar un enchufe con una toma de corriente que tenga una clasificación de voltaje más alta o una clasificación de corriente más baja". IEC 60884-1 párrafo 6.1 define las clasificaciones de voltaje preferidas para enchufes y enchufes monofásicos como 130 V o 250 V. El prólogo de IEC 60884-1 establece: para promover la uniformidad internacional, los Comités Nacionales de IEC se comprometen a aplicar las Publicaciones de IEC de manera transparente a en la mayor medida posible en sus publicaciones nacionales y regionales. Cualquier divergencia entre cualquier Publicación IEC y la correspondiente publicación nacional o regional se indicará claramente en esta última. [22]
La consolidación de estándares facilita el comercio y los viajes internacionales. Por ejemplo, el enchufe CEE 7/7 ha sido adoptado en varios países europeos y es compatible con la CEE 7/3 y 7/5 de la CEE tomas de corriente, mientras que la CEE desenterrado y no polarizada 7/16 Europlug es compatible con el europeo aún más y otra tipos de enchufes. En respuesta a una sugerencia de que la Comisión Europea introdujera un sistema común en toda la Unión Europea , el programa de adecuación y rendimiento reglamentarios (REFIT) de la Comisión emitió un informe en 2017. El informe concluyó que "la armonización de los sistemas de enchufes y tomas de corriente en Europa, al introducir cambios en las legislaciones nacionales de cableado (tendrían) importantes períodos de transición (más de 75 años) ", y que se estimó el costo de" reemplazar los enchufes antiguos (y los enchufes correspondientes de los aparatos que se están utilizando) " a 100.000 millones de euros, "generando un enorme impacto medioambiental, produciendo unas 700 000 toneladas de residuos eléctricos". [23] El informe no recomienda armonizar los sistemas de enchufes y tomas de corriente en Europa.
IEC 60906-1 se publicó originalmente en 1986 como un estándar común para enchufes y enchufes en países que usan 230 V que podría ser aceptado por muchos países como su estándar nacional, ahora o en un futuro cercano . [24] En Brasil se utiliza una versión modificada, pero la IEC 60906-1 se adoptó solo en Sudáfrica (en 1993) convirtiéndose en la "configuración preferida para nuevas instalaciones" en 2013. Una declaración publicada por la Oficina de Normas de Sudáfrica en 2016 dijo que la implementación de la nueva norma sería gradual y que la implementación de una nueva norma podría llevar "[hasta] 50 años". [25]
IEC 60906-2 se basa en los sistemas de enchufes y enchufes NEMA 5-15 y NEMA 5-20 y se publicó originalmente en 1992. El objeto de esta parte de IEC 60906 es proporcionar un estándar para una IEC 125 segura, compacta y práctica. V sistema de enchufes y enchufes que podrían ser aceptados por muchos países como su estándar nacional, ahora o en un futuro próximo. Por lo tanto, se recomienda que cualquier país que necesite un sistema nuevo o de reemplazo para el rango de voltaje nominal de 100 V a 130 V CA adopte este estándar como su único estándar nacional. [26]
Tipos obsoletos
Enchufes españoles antiguos
Algunos edificios industriales más antiguos en España usaban enchufes que tomaban un enchufe clasificado para corriente más alta y tenían dos contactos planos y una clavija de tierra redonda, algo similar en diseño a los que se encuentran en los enchufes estadounidenses pero de mayor tamaño. Los dos contactos planos están más separados que en un enchufe americano. Nunca se vendieron electrodomésticos con estos enchufes.
La línea y el neutro miden 9 por 2 mm (0,354 por 0,079 pulgadas) y están separados por 30 mm (1,181 pulgadas). Los tres pasadores tienen 19 mm (0,748 pulgadas) de largo y el pasador de tierra es un cilindro de 4,8 mm (0,189 pulgadas) de diámetro.
Enchufe y receptáculo originales American Hubbell
Harvey Hubbell inventó uno de los primeros enchufes y enchufes eléctricos estadounidenses y los patentó en 1904. El primer diseño de Hubbell fue un enchufe que se atornillaba a un portalámparas (como los primeros enchufes de portalámparas), pero con un enchufe separable con clavijas ( Patente de EE . UU. 774,250 ) o cuchillas (Patente de Estados Unidos 774251). El catálogo de Hubbell de 1906 [8] muestra el enchufe de hoja con un enchufe de montaje empotrado para usar en la pared o en el piso. Otros fabricantes adoptaron el patrón Hubbell, y en 1915 ya estaban muy extendidos. [9] [11]
American 125 V, 15 A / 250 V, 10 A estilo "australiano"
En 1915 se presentó una patente para este enchufe y enchufe estadounidense obsoleto con la patente estadounidense 1.179.728. [15] Es anterior a los enchufes y enchufes NEMA. Los enchufes y enchufes utilizados en países como Argentina, Australia y China se basan en este tipo y son físicamente compatibles.
Clasificaciones de corriente / voltaje divididas
Muchos enchufes norteamericanos más antiguos tienen dos clasificaciones de corriente y voltaje diferentes, más comúnmente 10 A 250 V / 15 A 125 V. Esto tiene que ver con una peculiaridad del Código Eléctrico Nacional desde 1923 hasta la década de 1950. Originalmente, los enchufes tenían una potencia nominal de 10 A 250 V, porque el NEC limitaba los circuitos de iluminación a 10 A. En 1923, el código cambió para permitir que los circuitos de iluminación se fusionaran a 15 A, pero la regla anterior de 10 A todavía se aplicaba a los circuitos de más de 125 V. [27] Los voltajes más altos rara vez se utilizaron para iluminación y electrodomésticos. La mayoría de los enchufes con esta clasificación son del tipo "ranura en T".
Toma perpendicular de EE. UU.
Otro enchufe obsoleto, fabricado por Bryant, con clasificación de 125 V 15 A y 250 V 10 A. Un enchufe NEMA 5‐20 125 V 20 A o 6‐20 250 V 20 A con una clavija de tierra faltante encajaría en este enchufe, pero un enchufe NEMA 2‐20 es un poco demasiado grande para encajar.
Las ranuras superiores, como se ve en la ilustración, se conectan a tornillos de cableado de color plateado en el lado superior, y las ranuras inferiores se conectan a tornillos de cableado de color bronce en el lado inferior.
En Australia, se utilizan enchufes de configuración T iguales o similares para los enchufes de alimentación de CC , como en los sistemas de alimentación autónomos (SAPS), en barcos y en vehículos policiales. La polaridad es inconsistente.
En la ex Unión Soviética, este enchufe se usaba y todavía se usa comúnmente para el cableado en lugares donde el voltaje se reduce por razones de seguridad, como en escuelas, estaciones de servicio o en áreas húmedas, y tiene una potencia nominal de 42 V a 10 A CA. Una conexión tan inusual está destinada específicamente a hacer imposible la conexión de equipos estándar de alto voltaje.
Toma dúplex combinada estadounidense
El enchufe paralelo y tándem acepta enchufes NEMA 1‐15 paralelos normales y también enchufes NEMA 2‐15 en tándem. Ambos pares de enchufes son alimentados internamente por la misma fuente.
Una versión más reciente y bastante común de este tipo es el zócalo con ranura en T, en el que las ubicaciones del tándem y las ranuras paralelas se combinaron para crear ranuras en forma de T. Esta versión también acepta enchufes NEMA 1-15 paralelos normales y también enchufes NEMA 2-15 en tándem. Por cierto, un enchufe NEMA 5‐20, NEMA 6-15 o NEMA 6‐20 al que le falta una clavija de tierra encajaría en este enchufe. Este tipo de receptáculo no ha estado disponible en las tiendas minoristas desde la década de 1960, pero todavía está disponible del fabricante Leviton (modelo 5000-I) solo para reemplazo y no para nuevas instalaciones. [ cita requerida ]
Harvey Hubbell había patentado el enchufe de clavija paralela en 1913, y patentó una versión polarizada en 1916. También patentó el tomacorriente único con ranura en T en 1915, y un tomacorriente con ranura en T dúplex en 1916, ambos destinados a llevar su tándem anterior de 1904 y el más nuevo diseño de enchufe paralelo. (Única: Patente de EE. UU. 1146938; Dúplex: Patente de EE. UU. 1210176). Antes de la década de 1930, cuando el enchufe de clavija paralela de Hubbell recibió su clasificación oficial de 125 V (y se convirtió en el estándar de enchufe eléctrico de servicio general de los Estados Unidos), todos sus conectores eléctricos se usaban indistintamente en 120 V o 240 V. El tándem de dos clavijas El enchufe de configuración recibió su clasificación oficial de 250 V en la década de 1950, pero se ha "prohibido" su uso desde la década de 1960 debido a su falta de conexión a tierra o neutro. [ cita requerida ]
Nota: Consulte la sección NEMA 1-15 sin conexión a tierra (Tipo A) de esta página para conocer los números de referencia de patentes de palas paralelas.
Adaptadores de EE. UU.
Estos adaptadores están obsoletos porque no están polarizados; Las versiones polarizadas de estos tipos todavía están disponibles en los EE. UU.
Convertidor eléctrico de uno a tres enchufes, de General Electric
Convertidor eléctrico de uno a tres enchufes, de General Electric. El enchufe gira 180 grados.
Convierte un portalámparas en un receptáculo eléctrico
Se atornilla en el casquillo de una bombilla para agregar dos receptáculos, sin dejar de tomar la bombilla. Fabricado en Estados Unidos por Eagle Electric .
Tipos obsoletos del Reino Unido
Antes de la década de 1970, en Gran Bretaña se usaban comúnmente varios tipos de enchufes y enchufes patentados, junto con tipos que se ajustaban a los estándares nacionales.
Zócalos griegos antiguos
Llamado "Tripoliki" (τριπολική, que significa "tripolar"), el estándar tenía 3 pines redondos, similares a los tipos SI 32 israelíes posteriores a 1989 y TIS 166-2549 tailandés. [28] El Tripoliki fue prácticamente abandonado en la década de 1980, pero todavía se puede encontrar en casas construidas antes de 1980 y no renovadas. Antes de la adopción a gran escala de los enchufes Schuko, esta era la única forma de utilizar un aparato con conexión a tierra en Grecia. Puede aceptar Europlugs, y también (pero sin conexión a tierra posible) tipos franceses y alemanes.
Referencias
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