Anche se il genere di tubi e raccordi idraulici è solitamente ovvio, questo può non essere vero per i connettori elettrici a causa delle loro costruzioni più complesse e variabili. Invece, il genere dei connettori è convenzionalizzato e quindi può essere un po’ oscuro per i non iniziati. Per esempio, il corpo del connettore D-subminiature femmina sporge dal piano di montaggio del telaio, e questa sporgenza potrebbe essere erroneamente interpretata come maschio. Invece, la “mascolinità” dei connettori D-subminiature è definita dalla presenza specifica di pin maschi, piuttosto che dalla sporgenza del connettore, che è anche vero per molti altri connettori basati su pin come XLR. La distinzione maschio/femmina è più ovvia con i connettori a capocorda ad anello che sono posizionati intorno ad un perno a vite, ma ancora una volta con i connettori a capocorda ad anello a forcella o divisi l’estremità da sola non è ovviamente femmina.
Un’ulteriore confusione può essere causata dal termine “jack”, che è usato sia per i connettori femmina che maschio e tipicamente si riferisce al lato fisso (pannello) di una coppia di connettori. IEEE STD 100, IEEE-315-1975 e IEEE 200-1975 (sostituito da ASME Y14.44-2008) definiscono “Plug” e “Jack” in base alla posizione o mobilità, piuttosto che al genere.
Un connettore in posizione fissa è un jack e un connettore mobile è una spina. La distinzione è relativa, quindi una radio portatile è considerata fissa rispetto al cavo delle cuffie; la radio ha un jack e il cavo delle cuffie ha una spina. Dove la relazione è uguale, come quando due cavi flessibili sono collegati, ognuno è considerato una spina. I jack usano il prefisso di riferimento di J e le spine usano il prefisso di riferimento di P. È possibile, nel caso di connettori montati su scatola, che il connettore sia un ricettacolo con contatti pin maschili. In questo caso il connettore è designato come jack (J ref des) indipendentemente dal genere dei contatti perché l’alloggiamento per i contatti è di fatto configurato come ricettacolo anche se il suo compagno (la spina) va intorno al ricettacolo. Vedi MIL-STD-38999 e casi simili.
È pratica comune usare connettori femmina per i jack, quindi l’uso informale basato sul genere spesso capita di concordare con la descrizione funzionale degli standard tecnici. Tuttavia, questo non è sempre il caso; le eccezioni che si vedono spesso includono l’ingresso di alimentazione CA di un computer e la porta seriale EIA232 DE9, o i jack di alimentazione coassiale maschio per il collegamento di adattatori di alimentazione esterni alle apparecchiature portatili.
Per riassumere, è considerata una buona pratica usare “maschio” e “femmina” per il genere del connettore, e “spina” e “jack” per la funzione del connettore o la mobilità.
Usi variegatiModifica
Nel Regno Unito, molti paesi del Commonwealth e alcuni paesi non anglofoni, la parola “jack” può riferirsi alla spina all’estremità di un cavo rimovibile. Questi connettori erano originariamente indicati come “jack plugs”, o spine destinate ad essere accoppiate con prese fisse, o sockets (che i nordamericani chiamerebbero “jacks”), ma la seconda parola è stata abbandonata. Questa variante d’uso è in diretta contraddizione con l’uso comune e gli standard ufficiali in Nord America.
Nel Regno Unito, per esempio, il connettore all’estremità di un cavo per cuffie è noto come “jack”, che si inserisce in una presa sull’unità principale. Lo stesso avviene generalmente anche in Italia, dove la parola inglese “jack” è comunemente usata per indicare il connettore all’estremità di un cavo per cuffie.
In Romania i connettori femmina sono conosciuti come “mamă” (madre) e i connettori maschili sono “tată”. (padre).
Abbreviazioni e terminologia alternativaModifica
Le lettere standard “M” e “F” sono comunemente usate nei numeri di parte per designare il genere del connettore. Per esempio, nei connettori microfono o idrofono XLR Switchcraft, i numeri di parte sono indicati come segue:
- A3F = connettore Audio 3-pin Femmina;
- A3M = connettore Audio 3-pin Maschio.
I termini plug, pin e prong sono anche spesso usati per connettori “maschio”, e ricettacolo, presa e slot sono usati per connettori “femmina”. In molti casi questi termini sono più comuni di maschio e femmina, specialmente nella documentazione destinata ai non specialisti. Questi termini quasi sinonimi possono causare una discreta confusione quando le denominazioni sono abbreviate nelle etichette.
Per esempio, un connettore D-subminiature femmina ad alta densità con un guscio di dimensione 1 può essere chiamato DE15F o DE15S (vedi immagini allegate). Entrambi i termini significano la stessa cosa ma potrebbero essere interpretati come articoli completamente diversi. Allo stesso modo, un D-sub maschio a densità standard con un guscio di dimensione 1 può essere chiamato DE9M o DE9P; un D-sub femmina a densità standard con un guscio di dimensione 2 può essere chiamato DA15F o DA15S; un D-sub maschio ad alta densità con un guscio di dimensione 3 può essere chiamato DB44M o DB44P; e così via.
- Connettori elettrici maschio e femmina
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Un connettore maschioun connettore maschio IEC 60320 C14 montato su pannello progettato per accettare l’alimentazione di linea AC
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Un connettore VGA femmina che serve come jack
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Un connettore maschio DE-9 che serve come jack
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Un cavo null modem con un connettore femmina a ciascuna estremità, entrambi servono come spine
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Un connettore D-Subminiature maschio che serve come spina. I pin rendono questo connettore maschio; lo schermo circostante non cambia questo fatto.
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Un connettore BNC maschio da 50 ohm. Tre proiezioni circolari (compreso il perno centrale) si incastrano con due anelli del jack femmina.
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Connettore triassiale BNC, una spina maschio
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Connettore cavo biassiale, una spina maschio
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Connettore coassiale tipo N, una spina maschio
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Spine resistenti alle intemperie maschio e femmina per pannelli solari fotovoltaici
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Questa spina HDMI è convenzionalmente assegnata al genere maschile
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Connettore in fibra ottica Toslink maschio
Selezione del genere nella progettazione elettronicaModifica
I progettisti elettronici spesso scelgono connettori jack femmina per il montaggio fisso sulle apparecchiature elettroniche che progettano. Questo viene fatto di solito perché i connettori femmina sono più resistenti ai danni o alla contaminazione, in virtù dei loro contatti elettrici nascosti o incassati. Un connettore di scheda madre danneggiato può portare alla rottamazione di un pezzo costoso di attrezzatura elettronica. Il rischio di danni costosi è ridotto relegando i contatti maschili più esposti ai cavi di collegamento, che possono essere riparati o sostituiti a costi inferiori. Tuttavia, poiché le schede madri hanno tutte le posizioni del connettore dello slot caricate indipendentemente da quanti slot saranno effettivamente riempiti, questo sembrerebbe favorire il connettore maschio più economico.
Con una porta seriale RS232, il connettore maschio è più fragile del connettore femmina.
Alcuni dicono che il connettore coassiale maschio è più soggetto a danni.
Tali considerazioni su costi e affidabilità hanno probabilmente guidato la decisione di usare connettori jack femmina su molti terminali di computer (e alcuni personal computer) per la porta seriale, in diretta violazione della convenzione sul genere del connettore specificata nello standard RS-232 per apparecchiature informatiche “DTE”. Questa confusa inversione della convenzione di genere del connettore RS-232 causerebbe molte ore di frustrazione per gli utenti finali male informati, mentre cercano di risolvere i problemi di connessione di apparecchiature con porta seriale non funzionanti.
Nel caso delle connessioni di alimentazione elettrica, i progettisti non invertono il genere dei connettori in modo così casuale, perché esporre l’alimentazione di linea AC su connettori maschi non è sicuro e generalmente illegale. I dispositivi che hanno bisogno di essere robusti contro i danni meccanici utilizzano uno speciale connettore maschio IEC 60320 C14 (vedi Galleria sopra), che è incassato sotto la superficie di un pannello di montaggio, fornendo la protezione fisica desiderata mentre è conforme alle norme di sicurezza.
SicurezzaModifica
Nelle connessioni elettriche dove la tensione o la corrente è sufficiente a causare lesioni, la parte collegata permanentemente alla fonte di alimentazione è invariabilmente femmina, con contatti nascosti, per prevenire il contatto involontario di conduttori sotto tensione. Una spina maschio, con contatti sporgenti completamente esposti, è installata sul cavo del (o direttamente sul) dispositivo che riceve l’alimentazione.
Nel caso dell’alimentazione AC a livello di consumatore, il genere del connettore è usato per imporre implicitamente l’uso sicuro dei connettori di alimentazione. A causa di questa considerazione, è illegale, secondo il codice elettrico, fare o usare un qualsiasi dispositivo di cambio di genere per collegare l’alimentazione di linea AC all’attrezzatura di livello consumer.
Nell’uso a bassa tensione, come per le comunicazioni di dati, il rischio di shock elettrico non è un problema, e i connettori maschi o femmina sono usati in base ad altri fattori di ingegneria come la convenienza dell’uso, il costo, o la facilità di produzione. Per esempio, i comuni “cavi patch” usati per Ethernet (e i cavi simili usati per i telefoni) hanno tipicamente spine modulari maschili su entrambe le estremità, per connettersi ai jack sulle apparecchiature o montati nei muri.
Come esempio illustrativo di alcuni compromessi di progettazione nella scelta del connettore di alimentazione, si consideri l’immagine adiacente. Un connettore di alimentazione coassiale comunemente visto è di solito impostato in modo che l’alimentazione sia alimentata dalla spina femmina sulla destra nel jack maschio sulla sinistra (che è tipicamente una parte del dispositivo elettronico che accetta l’alimentazione). Anche se la spina è femmina, con un contatto centrale parzialmente incassato, è ancora possibile che un contatto accidentale con un oggetto metallico possa mandare in corto circuito la fonte di alimentazione. A seconda del design dell’adattatore di alimentazione, può reagire a un cortocircuito spegnendosi temporaneamente, o invece facendo saltare un fusibile di sicurezza interno.
In questo esempio, l’affidabilità marginale della scelta del connettore è stata considerata accettabile dal progettista dell’apparecchiatura, poiché l’adattatore di alimentazione fornisce una bassa tensione che non pone un pericolo di scossa elettrica. Il potenziale pericolo di incendio da cortocircuito accidentale è affrontato dal fusibile di sicurezza interno, anche se questo richiede che un adattatore di alimentazione guasto debba essere completamente sostituito. In un design diverso, se l’adattatore di alimentazione fosse destinato a fornire una tensione sufficiente a causare scosse elettriche, il contatto centrale semi-esposto della spina femmina sarebbe considerato inaccettabilmente pericoloso, richiedendo una scelta diversa di connettore di alimentazione.
Genere ambiguoModifica
Alcuni connettori elettrici sono ermafroditi perché includono elementi sia maschili che femminili in una singola unità destinata a interconnettersi liberamente, senza riguardo al genere. Vedere la discussione dei connettori senza genere altrove in questo articolo per informazioni più dettagliate.
Come ulteriore complicazione, alcuni progetti di connettori elettronici possono incorporare combinazioni di pin maschili e femminili in un singolo corpo del connettore, per l’accoppiamento con un connettore complementare con pin di genere opposto in posizioni corrispondenti. In questi casi insoliti, il genere è spesso definito dalla forma del corpo del connettore, piuttosto che i pin del connettore di genere misto e le prese. Questi tipi di connettori non sono strettamente ermafroditi, poiché i connettori di accoppiamento non sono liberamente intercambiabili. Un termine informale che è stato usato per questi connettori è “bisessuale”, oltre alla terminologia più ufficiale, mixed-gender. Così, per esempio, si può avere una spina femmina di genere misto che si collega a un jack maschio di genere misto (anche se un’assegnazione di genere invertito dei connettori sarebbe una scelta di progettazione più tipica in questo esempio).
I pin del connettore maschio sono spesso protetti da un guscio (chiamato anche un sudario, un bordo o uno schermo), che può avvolgere l’intero connettore femmina quando è accoppiato. I connettori RF hanno spesso più strati di gusci ad incastro per collegare correttamente gli schermi dei cavi coassiali e triassiali. In questi casi, il genere viene assegnato in base al punto di connessione più interno. Con l’eccezione dei BNC o TNC a polarità inversa, dove il guscio esterno determina il genere e i punti di connessione più interni sono opposti a un connettore standard, per esempio un connettore RP-TNC femmina ha un pin interno solido.
Un’altra situazione ambigua si presenta con i connettori usati per le connessioni USB, FireWire (IEEE-1394), HDMI e Thunderbolt. Un attento esame di questi connettori rivela che i “perni” di contatto non sono in realtà perni, ma sono invece superfici conduttive che scorrono l’una sull’altra quando si accoppiano. Pertanto, la nomenclatura tradizionale di pin e socket non è applicabile. Invece, la maggior parte delle persone che si occupano di hardware ricadono nel riferirsi allo schermo metallico avvolgente sul connettore come se fosse un pin del connettore. Secondo questa convenzione, i connettori sui cavi del bus seriale sono “spine maschio”, e i connettori corrispondenti sulle apparecchiature sono “jack femmina”. Una configurazione unica di connettore dove i contatti sono ermafroditi è l’ELCO Varicon dove i contatti sono biforcati e si annidano l’uno con l’altro assialmente con una rotazione di 90 gradi in pozzetti a forma di croce. In questo caso le spine avevano i contatti orientati trasversalmente e le prese longitudinalmente.
Un’occhiata casuale a un connettore USB “Tipo A” può dare la falsa impressione che sia ermafrodita. Tuttavia, un tentativo fisico di accoppiare due cavi USB “Tipo A” tra loro rivela il fatto che i connettori non si interconnettono. Classificando secondo la teoria matematica dei grafi, i bus USB sono alberi diretti, mentre i bus FireWire hanno una vera topologia di rete a bus. Questa differenza si riflette nei connettori del bus utilizzati, in quanto i cavi USB sono asimmetrici (un’estremità di tipo A, l’altra di tipo B) mentre i cavi FireWire possono avere connettori identici ad entrambe le estremità.