200px|thumb|Símbolos esquemáticos para conectores macho e fêmea ver Gênero de conectores e fixadores thumb|250px|Este painel traseiro de um amplificador integrado apresenta uma variedade de conectores elétricos thumb|Conectores na parte traseira de um computador 2018
Os componentes de um circuito elétrico são eletricamente conectados se uma corrente elétrica puder circular entre eles através de um condutor elétrico. Um conector elétrico é um dispositivo eletromecânico usado para criar uma conexão elétrica entre partes de um circuito elétrico ou entre diferentes circuitos elétricos, unindo-os assim em um circuito maior. A maioria dos conectores elétricos tem um gênero – ou seja, o componente macho, chamado plugue, conecta-se ao componente fêmea, ou soquete. A conexão pode ser removível (como em equipamentos portáteis), necessitar de ferramenta para montagem e remoção ou servir como junta elétrica permanente entre dois pontos. Um adaptador pode ser usado para unir conectores diferentes.
Milhares de configurações de conectores são fabricadas para aplicações de energia, dados e audiovisuais. Os conectores elétricos podem ser divididos em quatro categorias básicas, diferenciadas por sua função:
conectores em linha ou de cabo permanentemente conectados a um cabo, para que possa ser conectado a outro terminal (um instrumento estacionário ou outro cabo) Conectores de chassi ou painel permanentemente conectados a um equipamento para que os usuários possam conectar um cabo a um dispositivo estacionário Conectores de montagem em PCB soldados a uma placa de circuito impresso, fornecendo um ponto para fixação de cabos ou fios. (por exemplo, conectores de pinos, terminais de parafuso, conectores placa a placa) Conectores de emenda ou topo (principalmente conectores de deslocamento de isolamento) que unem permanentemente dois comprimentos de fio ou cabo
Na computação, os conectores elétricos são considerados uma interface física e constituem parte da camada física no modelo OSI de rede.
Construção física Além das classes mencionadas acima, os conectores são caracterizados por sua pinagem, método de conexão, materiais, tamanho, resistência de contato, isolamento, durabilidade mecânica, proteção contra ingresso, vida útil (número de ciclos) e facilidade de uso.
Geralmente é desejável que um conector seja fácil de identificar visualmente, rápido de montar, barato e exija apenas ferramentas simples. Em alguns casos, um fabricante de equipamento pode escolher um conector especificamente porque não é compatível com os de outras fontes, permitindo o controle do que pode estar conectado. Nenhum conector possui todas as propriedades ideais para cada aplicação; a proliferação de tipos é resultado dos requisitos diversos, porém específicos, dos fabricantes.
Materiais Os conectores elétricos consistem essencialmente em duas classes de materiais: condutores e isoladores. Propriedades importantes para materiais condutores são resistência de contato, condutividade, resistência mecânica, conformabilidade e resiliência. Os isoladores devem ter alta resistência elétrica, suportar altas temperaturas e ser fáceis de fabricar para um ajuste preciso. São feitos de cobre, aço, ferro, alumínio, zinco ou materiais termoplásticos.
Os eletrodos nos conectores geralmente são feitos de ligas de cobre, devido à sua boa condutividade e maleabilidade.
As alternativas incluem latão, bronze fosforoso e cobre-berílio. O metal do eletrodo base geralmente é revestido com outro metal inerte, como ouro, níquel ou estanho. A utilização de um material de revestimento com boa condutividade, robustez mecânica e resistência à corrosão ajuda a reduzir a influência de camadas de óxido passivantes e adsorbatos superficiais, que limitam as manchas de contato metal-metal e contribuem para a resistência de contato. Por exemplo, as ligas de cobre têm propriedades mecânicas favoráveis para eletrodos, mas são difíceis de soldar e propensas à corrosão. Assim, os pinos de cobre são geralmente revestidos com ouro para aliviar essas armadilhas, especialmente para sinais analógicos e aplicações de alta confiabilidade.
Os porta-contatos que unem as partes de um conector geralmente são feitos de plástico, devido às suas propriedades isolantes. As carcaças ou backshells podem ser feitas de plástico moldado e metal. Corpos de conectores para uso em altas temperaturas, como termopares ou associados a grandes lâmpadas incandescentes, podem ser feitos de material cerâmico queimado.
Modos de falha A maioria das falhas de conectores resulta em conexões intermitentes ou contatos abertos:Normalized failure mode distributions were originally compiled from a combination of: MIL-HDBK-978, “NASA Parts Application Handbook”, 1991; MIL-HDBK-338, “Electronic Reliability Design Handbook”, 1994; “Reliability Toolkit: Commercial Practices Edition", Reliability Analysis Center (RAC), 1998; and “Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis (FMECA)”, RAC, 1993.
Modo de falha Probabilidade relativa Circuito aberto 61% Mau contato 23% Curto circuito 16%
Os conectores são componentes puramente passivos – ou seja, não melhoram a função de um circuito – portanto, os conectores devem afetar o mínimo possível a função de um circuito. A montagem insegura dos conectores (principalmente montados no chassi) pode contribuir significativamente para o risco de falha, especialmente quando submetidos a choques ou vibrações extremos. Outras causas de falha são conectores com classificação inadequada para a corrente e tensão aplicadas, conectores com proteção de entrada inadequada e backshells rosqueados que estão desgastados ou danificados.
As altas temperaturas também podem causar falhas nos conectores, resultando em uma “avalanche” de falhas – aumento da temperatura ambiente, levando à diminuição da resistência de isolamento e aumento da resistência do condutor; esse aumento gera mais calor e o ciclo se repete.
O atrito (a chamada corrosão dinâmica) é um modo de falha comum em conectores elétricos que não foram projetados especificamente para evitá-lo, especialmente naqueles que são frequentemente acoplados e desencaixados.. A corrosão superficial é um risco para muitas peças metálicas em conectores e pode fazer com que os contatos formem uma fina camada superficial que aumenta a resistência, contribuindo assim para o acúmulo de calor e conexões intermitentes. No entanto, recolocar ou recolocar um conector pode aliviar o problema de corrosão superficial, uma vez que cada ciclo raspa uma camada microscópica da superfície do(s) contato(s), expondo uma superfície nova e não oxidada.
Conectores circulares Muitos conectores usados para aplicações industriais e de alta confiabilidade são circulares em seção transversal, com um invólucro cilíndrico e geometrias de interface de contato circulares. Isso contrasta com o design retangular de alguns conectores, por exemplo, conectores USB ou blade. Eles são comumente usados para engate e desengate mais fáceis, vedação ambiental rigorosa e desempenho mecânico robusto. Eles são amplamente utilizados em máquinas militares, aeroespaciais, industriais e ferroviárias, onde MIL-DTL-5015 e MIL-DTL-38999 são comumente especificados. Áreas como engenharia de som e comunicação de rádio também utilizam conectores circulares, como XLR e BNC. Os plugues de alimentação AC também são comumente circulares, por exemplo, plugues Schuko e IEC 60309.
thumb|direita|Cabeamento NMEA 2000 usando conectores M12
O conector M12, especificado em IEC 61076-2-101, é um par de plugue / receptáculo elétrico circular com roscas correspondentes de diâmetro externo de 12 mm, usado em NMEA 2000, DeviceNet, IO-Link, alguns tipos de Ethernet industrial, etc."Field Guide: Industrial Ethernet Connectivity". 2017.Dietmar Röring. "M12 versus RJ45 Ethernet connection systems". 2014.
Uma desvantagem do design circular é o uso ineficiente do espaço do painel quando usado em arranjos, quando comparado aos conectores retangulares.
Os conectores circulares geralmente usam backshells, que fornecem proteção física e eletromagnética, embora às vezes também forneçam um método para travar o conector em um receptáculo.
Em alguns casos, esse revestimento traseiro fornece uma vedação hermética, ou algum grau de proteção contra entrada, por meio do uso de ilhós, anéis de vedação ou encapsulamento.
Conectores híbridos Os conectores híbridos permitem a mistura de vários tipos de conectores, geralmente por meio de um invólucro com inserções. Esses invólucros também podem permitir a mistura de interfaces elétricas e não elétricas, sendo exemplos destas últimas conectores de linha pneumática e conectores de fibra óptica. Como os conectores híbridos são modulares por natureza, eles tendem a simplificar a montagem, o reparo e modificações futuras. Eles também permitem a criação de conjuntos de cabos compostos que podem reduzir o tempo de instalação do equipamento, reduzindo o número de conjuntos individuais de cabos e conectores.
Recursos mecânicos Sequência de pinos Alguns conectores são projetados de forma que certos pinos entrem em contato antes de outros quando inseridos e quebrem primeiro na desconexão. Isso é frequentemente usado em conectores de energia para proteger equipamentos, por exemplo, conectando primeiro o aterramento de segurança. Também é empregado para sinais digitais, como um método para sequenciar conexões adequadamente em hot swapping.
Codificação
Muitos conectores são keyed (chaveados) com algum componente mecânico (às vezes chamado de keyway (rasgo de chaveta)), o que evita o acoplamento em uma orientação incorreta. Isso pode ser usado para evitar danos mecânicos aos conectores, impedindo que fiquem presos no ângulo errado ou no conector errado, ou para evitar conexões elétricas incompatíveis ou perigosas, como conectar um cabo de áudio a uma tomada elétrica. A codificação também evita que conectores simétricos sejam conectados na orientação ou polaridade errada. A codificação é particularmente importante para situações onde existem muitos conectores semelhantes, como na eletrônica de sinais. Por exemplo, os conectores XLR possuem um entalhe para garantir a orientação adequada, enquanto os plugues Mini-DIN possuem uma projeção de plástico que se encaixa em um orifício correspondente no soquete (eles também possuem uma saia de metal entalhada para fornecer chaveamento secundário).
Mecanismos de bloqueio Alguns invólucros de conectores são projetados com mecanismos de travamento para evitar desconexão inadvertida ou vedação ambiental deficiente. Os projetos de mecanismos de travamento incluem alavancas de travamento de vários tipos, jackscrews, conchas de rosca, conector push-pull e sistemas de alternância ou baioneta. Alguns conectores, especialmente aqueles com grande número de contatos, exigem forças elevadas para conectar e desconectar. Alavancas de travamento, parafusos de macaco e invólucros de rosca para tais conectores freqüentemente servem tanto para reter o conector quando conectado quanto para fornecer a força necessária para conexão e desconexão. Dependendo dos requisitos da aplicação, os invólucros com mecanismos de travamento podem ser testados sob diversas simulações ambientais que incluem choque físico e vibração, borrifos de água, poeira, etc. para garantir a integridade da conexão elétrica e das vedações do invólucro.
Backshells