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Tipi di cavi elettrici

Due sono le categorie in cui si possono raggruppare i cavi elettrici: a conduttori paralleli e a conduttori raccolti a fascio. Un esempio di cavo del primo tipo è la comune “piattina”, in cui i due conduttori nudi sono posti uno vicino all’altro, e condividono un unico isolante esterno. Nei cavi ad avvolgimento i conduttori, ciascuno isolato singolarmente dagli altri, sono solitamente intrecciati e racchiusi in un ulteriore rivestimento esterno protettivo. Il materiale isolante può essere costituito da gomma o resine sintetiche.

Per il trasporto dell’energia elettrica in reti ad alta tensione sono impiegati cavi tripolari (la cui anima si compone di tre conduttori singolarmente isolati) protetti da una guaina di piombo riempita di olio minerale sotto pressione. Le linee di distribuzione secondaria impiegano normalmente cavi unipolari (contenenti un solo conduttore). Nei collegamenti locali sono usati spesso cavi B-X, che contengono due conduttori isolati singolarmente e rivestiti di ulteriori strati isolanti, ricoperti da un involucro metallico avvolto a elica come protezione meccanica.

Nelle reti telefoniche, i cavi contengono generalmente numerose coppie isolate di fili sottili, racchiuse in una guaina di piombo; i conduttori di ciascuna coppia sono ritorti tra loro per rendere minime le interferenze con gli altri conduttori dello stesso cavo. Per evitare interferenze elettriche con circuiti esterni, i conduttori usati per le trasmissioni radiofoniche (cavi schermati) sono avvolti in una guaina di sottili fili conduttori intrecciati collegati a terra.

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Cavo coassiale

Un tipo particolare di cavo elettrico è il cavo coassiale. Messo a punto nel 1897 dal fisico britannico John W.S. Rayleigh, è costituito da un conduttore centrale ricoperto di materiale isolante, a sua volta racchiuso in un conduttore (rame o acciaio ricoperto di rame) cilindrico esterno, coassiale al primo; quest’ultimo è protetto dall’esterno mediante una guaina che può essere in polietilene o in vinile o, in applicazioni che richiedono una buona resistenza meccanica, in piombo, riempita di azoto compresso per prevenire la corrosione.

I cavi coassiali possiedono un’impedenza caratteristica (50-75 Ω), mentre l’attenuazione del segnale cresce al crescere della frequenza dell’onda elettromagnetica propagata e con la diminuizione del diametro del cavo: è possibile comunque scegliere le dimensioni e il materiale isolante affinché gli effetti di irradiazione e attenuazione del segnale risultino minimi. I cavi coassiali servono a condurre onde elettromagnetiche di frequenza compresa tra qualche centinaia e qualche miliardo di hertz (GHz) su brevi distanze, ad esempio per collegare trasmettitore ad antenna e, viceversa, antenna a ricevitore: un esempio comune è il cavo coassiale utilizzato per la trasmissione televisiva. Nei collegamenti su lunghe distanze, ad esempio nelle trasmissioni telefoniche, funzionano con frequenze fino a circa 10 milioni di hertz (MHz) e permettono di effettuare fino ad alcune migliaia di conversazioni contemporanee.

Di grande importanza, per la varietà delle possibili applicazioni, sono i cavi a fibre ottiche, particolarmente interessanti per le telecomunicazioni a grandi distanze (fino al centinaio di chilometri), in cui stanno rapidamente rimpiazzando il cavo coassiale.