Bornes – O que você precisa saber

Como um componente bem conhecido na caixa de ferramentas de conectores de qualquer engenheiro, os bornes vêm sendo usados por muitos anos em conexões de fios semipermanentes e seguras em uma gama de aplicações. Os bornes, também conhecidos como terminais de conexão, conectores de terminais ou terminais de parafuso, consistem em uma capa modular e corpo isolado que conecta dois ou mais fios. Graças à natureza semipermanente das suas conexões, os bornes ajudam a simplificar o processo de inspeção e reparo em campo. Embora seja um componente relativamente simples, ainda é bom ter um conhecimento básico sobre bornes e suas especificações antes de selecionar. Este artigo discutirá tópicos que incluem tipos de bornes comuns, principais considerações mecânicas e elétricas, entre outras em mais detalhes para auxiliar engenheiros neste processo.

Configurações comuns

Montagem de PCI, blocos de barreira e passagem são os três tipos de bornes mais comuns usados em projetos. A tabela a seguir descreve os três tipos diferentes, incluindo os princípios básicos, estilos de montagem e configurações.

Especificações elétricas importantes

Com os tipos comuns de bornes agora descritos, há uma série de especificações elétricas importantes que devem ser consideradas durantes a fase de projeto. Elas incluem:

Corrente nominal: em geral, a especificação mais importante a ser observada nos projetos de borne é a corrente nominal. Isto é baseado em três áreas: a condutividade dos terminais, área de secção transversal e o aumento de temperatura correspondente. Ao fazer uma escolha do borne, é recomendável que o módulo suporte uma corrente nominal de pelo menos 150% da corrente máxima prevista do sistema. Se um borne não for escolhido corretamente e operado com uma corrente muito alta, o superaquecimento e danos ao borne podem levar a preocupações críticas de segurança.

Tensão nominal: uma tensão nominal do borne é parcialmente influenciada pelo passo e rigidez dielétrica da capa. Assim como a corrente nominal, uma tensão nominal do borne deve ser maior que a tensão máxima do sistema, além de também considerar quaisquer surtos de tensão que poderia danificar as conexões.

Quantidade de polos: a quantidade de polos é a maneira comum de expressar a quantidade de circuitos individuais acomodados por um borne. Em geral, esta especificação varia desde um polo até 24 polos.

Passo: definido como a distância central entre polos adjacentes, o passo é determinado pela classificação geral do borne onde fatores como caminho de fuga, tensão/corrente e folga são levados em conta. Alguns exemplos de passos comuns incluem valores como 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm, entre outros.

Tipo/tamanho do fio: especificado em unidades da bitola de fio americano (AWG) na América do Norte, os bornes enumeram o tamanho ou bitola do fio que o módulo pode aceitar para garantir que os fios caibam fisicamente dentro da capa. Felizmente, a maioria dos bornes dispõe de alguma tolerância com a capacidade de acomodar uma gama de tamanhos de fios como AWG 18 a 4 ou 24 a 12. Além da bitola do fio, o tipo de fio dever ser considerado dependendo do tipo de módulo selecionado. O cabo flexível ou de vários fios é ideal para terminais de parafuso, enquanto que o cabo de um fio é mais recomendado com bornes de estilo “push-in”.

Especificações mecânicas importantes

O próximo da lista são as especificações mecânicas, as quais estão relacionadas à pegada e orientação do borne, além da sua acessibilidade às conexões dentro de um projeto. Os fatores mecânicos importantes incluem:

Orientação da entrada de fio: horizontal (90°), vertical (180°) e 45° são as orientações mais comuns dos bornes. Esta decisão dependerá do layout de projeto e de qual orientação cria o melhor ajuste e acessibilidade às conexões.

Figura 1: orientações típicas do borne (fonte da imagem: Same Sky)

Método de prender fios: semelhante às orientações, há três métodos comuns de prender fios nos bornes: terminal de parafuso, botão de pressão ou push-in. Todos os três tipos justificam relativamente os nomes. O terminal de parafuso ou bornes do tipo parafuso contem um parafuso que quando apertado fecha um grampo que prende o fio contra o condutor. Os botões de pressão funcionam simplesmente empurrando um botão que abre um grampo para permitir a inserção do fio, depois fecha o grampo no fio assim que o botão for liberado. Com os bornes push-in, os fios podem ser inseridos diretamente dentro da capa, isso cria uma conexão sem parafusos ou botões para abrir um grampo.

Figura 2: métodos típicos de prender fios (fonte da imagem: Same Sky)

Intertravamento vs. peça simples: bornes podem ser construídos em capas simples ou com intertravamento. Normalmente disponíveis em versões de 2 ou 3 polos, os bornes com intertravamento dão aos engenheiros a capacidade de atingir rapidamente as quantidades de polos variados ou conectar cores diferentes do mesmo tipo de módulo. Bornes de trilho DIN operam de maneira semelhante, deslizando unidades individuais em um trilho de metal. Em seguida, eles são finalizados com uma tampa de extremidade compatível para proteger o compartimento nas unidades mais externas quando a configuração e o número de polos desejados forem alcançados. Os bornes de peça simples contém todos os polos num único módulo, dando-lhes mais rigidez e robustez dependendo dos requisitos do projeto.

Figura 3: bornes de intertravamento vs. peça simples (fonte da imagem: Same Sky)

Método de conexão fio à capa: quando a conexão e desconexão do bloco principal for frequente, bornes conectáveis são uma boa opção. Eles funcionam ao inserir fios dentro de um plugue modular, que conecta a um receptáculo fixo na PCI, isso permite desconectar facilmente sem mexer em fios individuais.

Figura 4: conexões do plugue e receptáculo de um borne conectável (fonte da imagem: Same Sky)

Classificações de segurança e considerações adicionais

A UL e IEC são as principais agências de segurança usadas para certificar bornes. Ao consultar uma ficha técnica do borne, os padrões de segurança UL e/ou IEC serão listados, muitas vezes com valores diversos. Isso ocorre porque cada agência usa um padrão diferente para testagem, então é importante os engenheiros conhecerem seus requisitos de segurança geral do sistema a fim de selecionar um borne que estará de acordo.

Embora talvez seja pensado posteriormente em muitos projetos, a personalização de cores das capas ou botões dos bornes pode ser benéfica. Ao escolher cores exclusivas para bornes, os engenheiros podem facilitar os pontos de conexão das ligações em sistemas complexos, isso evita conexões impróprias.

Por último, bornes com maior temperatura nominal são também uma opção em ambientes ou aplicações que lidam com temperaturas extremas.

Conclusão

Com o conhecimento das principais especificações mecânicas e elétricas, assim como dos tipos diferentes de módulos, os engenheiros podem estar mais bem equipados para atender as necessidades de uma variedade de conexões de sistemas elétricos. A linha de produtos de bornes da Same Sky oferece aos engenheiros uma matriz de opções de cores e configurações que simplificam este processo de seleção.