В электротехнической и механической промышленности и производстве каждая половина пары сопрягаемых разъемов или крепежей традиционно обозначается как «папа» или «мама» . [1] Разъем «мама» обычно представляет собой приемную часть, которая принимает и удерживает разъем «папа». Иногда используются альтернативные термины, такие как «вилка» и «гнездо» или «джек» , особенно для электрических разъемов . [2]
Назначение представляет собой прямую аналогию с мужскими и женскими гениталиями , причем часть, имеющая один или несколько выступов или входящая внутрь другой, обозначается как мужская , в отличие от части, содержащей соответствующие углубления или входящей снаружи другой, обозначаемой как женская . Расширение аналогии приводит к тому, что глагол to mate используется для описания процесса соединения двух соответствующих частей вместе.
В некоторых случаях (особенно в случае электрических разъемов питания) пол разъемов выбирается в соответствии со строгими правилами, чтобы обеспечить одностороннюю направленность (например, поток питания от одного устройства к другому). Это гендерное различие реализовано для повышения безопасности или обеспечения надлежащей функциональности путем предотвращения создания небезопасных или нефункциональных конфигураций.
С точки зрения математической теории графов , электрическая распределительная сеть, состоящая из вилок и розеток, представляет собой направленное дерево , где стрелки направления соответствуют передаче электроэнергии от женщины к мужчине через каждое сопряженное соединение. Это пример того, как разъемы «мужчина» и «женщина» были специально спроектированы и назначены для физического обеспечения безопасной топологии сети.
В других контекстах, таких как сантехника, односторонний поток не обеспечивается посредством назначения пола соединителя. Потоки через трубопроводные сети могут быть двунаправленными, как в подземных водопроводных сетях, которые имеют встроенную избыточность . В ситуациях с сантехникой, где желателен односторонний поток , он реализуется другими способами (например, воздушными зазорами или односторонними обратными клапанами ), а не посредством схем мужской-женский пол.
Если бороздчатая поверхность выпуклая, то она называется наружным винтом ; если вогнутая, то наружным ; и там, где должно быть создано движение, наружный и внутренний винты всегда соединены. [5]
В механическом проектировании прототипическим «мужским» компонентом является резьбовой болт, [6] но выравнивающий столб, монтажный выступ или соединитель листового металла также могут считаться мужскими. Соответственно, резьбовая гайка, выравнивающее отверстие, монтажная выемка или соединитель листового металла считаются женскими.
В то время как некоторые механические конструкции являются «единоразовыми» индивидуальными установками, не предназначенными для повторения, существует целая индустрия крепежа, посвященная производству серийных или полузаказных компонентов. Чтобы избежать ненужной путаницы, были определены и согласованы общепринятые определения пола крепежа.
Несколько обычных конструкторов воплощают гендерные (а в некоторых случаях и бесполые) механические взаимосвязи. Например, канонические пластиковые блоки LEGO имеют «женские» углубления на нижней поверхности и «мужские» выступы или выступы на верхней поверхности. Meccano и Erector имеют много гендерных соединений, начиная с часто используемых крепежных элементов типа «гайка-болт».
Кирпичи Stickle , использующие взаимозаменяемые пластиковые выступы, фактически бесполые. Бревна Lincoln используют очень простую форму бесполых соединений. Планки Kapla или KEVA — это чрезвычайно простые бесполые системы, соединенные между собой только силой тяжести.
Математики начали классифицировать известные конструкторы, используя теорию групп, чтобы изучить комбинаторные возможности структур, которые можно построить. [7]
В сантехнической арматуре «M» или «F» обычно стоит в начале, а не в конце сокращенного обозначения. Например:
Короткий отрезок трубы с резьбой MIP на обоих концах иногда называют ниппелем . Короткий фитинг трубы с резьбой FIP на обоих концах иногда называют муфтой .
Гермафродитные соединения, которые могут включать как мужские, так и женские элементы в одном блоке, используются для некоторых специализированных трубных фитингов, таких как пожарные шланговые соединители Storz . Изображение таких фитингов приведено в § Бесполые (гермафродитные) ниже. Взаимозаменяемые садовые шланговые фитинги, производимые GEKA, также являются гермафродитными, полагаясь на резиновую прокладку для выполнения окончательного соединения.
Водосточные трубы (также называемые водосточными трубами, дождевыми проводниками или направляющими) используются для отвода дождевой воды из желобов крыш на землю через полые трубы или трубки. Эти трубы обычно состоят из секций, соединенных путем вставки мужского конца (часто обжатого специальным инструментом, чтобы немного уменьшить его размер) в женский конец следующей секции. Эти соединения обычно не герметизируются и не заделываются, вместо этого они полагаются на силу тяжести для перемещения дождевой воды из мужского конца в приемное женское соединение, расположенное непосредственно под ними.
Воздуховоды из листового металла для транспортировки воздуха в системах HVAC обычно используют гендерные соединения. Обычно поток воздуха через соединение воздуховода идет от мужчины к женщине. Однако, поскольку односторонний поток реализуется вентиляторами или нагнетателями воздуха, в некоторых системах часто можно увидеть «обратные» гендерные соединения, поскольку все соединения обычно герметизируются мастикой или лентой для герметизации воздуховодов, чтобы в любом случае предотвратить утечку. Соглашение о потоке обычно нестроги соблюдается для простоты конструкции и для сокращения количества требуемых фитингов для смены пола, но исключения делаются, когда это целесообразно.
Хотя пол труб и сантехнических фитингов обычно очевиден, это может быть не так для электрических разъемов из-за их более сложной и разнообразной конструкции. Вместо этого пол разъема условен и, таким образом, может быть несколько неясным для непосвященных. Например, корпус гнездового D-субминиатюрного разъема выступает наружу из монтажной плоскости шасси, и этот выступ может быть ошибочно истолкован как мужской. Вместо этого «мужской» характер разъемов D-субминиатюрных определяется определенным наличием штыревых контактов , а не выступом разъема (это также верно для многих других разъемов на основе штырей, таких как XLR ). Различие между мужским и женским более очевидно в разъемах с кольцевым обжимным наконечником, которые размещаются вокруг винтового штыря, но опять же в разъемах с лопаточным или разрезным кольцевым обжимным наконечником сам конец не является явно гнездовым.
Дальнейшую путаницу может вызвать термин « гнездо », который используется как для гнездовых, так и для штекерных разъемов и обычно относится к фиксированной (панельной) стороне пары разъемов. IEEE STD 100, IEEE-315-1975 и IEEE 200-1975 (замененный на ASME Y14.44-2008 ) определяют « вилку » и « гнездо » по местоположению или мобильности, а не по полу. [8] [9] [10]
Разъем в фиксированном положении называется «гнездо», а подвижный разъем — «вилка». [8] [10] Различие относительно, поэтому портативное радио считается стационарным по сравнению с кабелем от наушников; у радио есть гнездо, а у кабеля наушников — вилка. Когда соотношение равное, например, когда подключены два гибких кабеля («встроенное» соединение), каждый из них считается вилкой. Для гнезд используется префикс условного обозначения J, а для вилок — префикс условного обозначения P. [8] [10]
Обычной практикой является использование гнездовых разъемов для гнезд, поэтому неформальное гендерное использование часто совпадает с функциональным описанием технических стандартов. Однако это не всегда так; часто встречающиеся исключения включают вход питания переменного тока компьютера и последовательный порт EIA232 DE9 или коаксиальные гнезда питания для подключения внешних адаптеров питания к портативному оборудованию.
Подводя итог, можно сказать, что лучшей практикой считается использование терминов «мужской» и «женский» для обозначения пола разъема , а также «вилка» и «гнездо» для обозначения функции разъема или мобильности . [ необходима ссылка ]
В Соединенном Королевстве, многих странах Содружества и некоторых неанглоязычных странах, [ где? ] слово «jack» может относиться к вилке на конце съемного кабеля. Эти разъемы изначально назывались «jack plugs» или вилками, предназначенными для сопряжения с фиксированными розетками или гнездами (которые североамериканцы назвали бы «jacks»), но второе слово было исключено. [ нужна цитата ] Этот вариант использования находится в прямом противоречии с общепринятым использованием и официальными стандартами в Северной Америке.
Например, в Великобритании разъем на конце провода наушников называется «джек», который вставляется в гнездо на основном блоке. Такое же использование обычно встречается в Италии, где английское слово «джек» обычно используется для обозначения разъема на конце провода наушников. [ необходима цитата ]
В Румынии женские соединители называются mamă («мать»), а мужские — tată («отец»). [ необходима цитата ]
Стандартные буквы "M" и "F" обычно используются в номерах деталей для обозначения пола разъема. Например, в разъемах Switchcraft XLR для микрофона или гидрофона номера деталей обозначаются следующим образом:
Термины plug , pin и prong также часто используются для обозначения «штекерных» разъемов, а receptacle , socket и slot — для «гнездовых» разъемов. Во многих случаях эти термины встречаются чаще, чем male и female , особенно в документации, предназначенной для неспециалистов. Эти почти синонимичные термины могут вызывать изрядную путаницу, когда обозначения сокращаются на этикетках.
Например, гнездовой разъем D-subminiature высокой плотности с корпусом размера 1 может быть назван DE15F или DE15S (см. прилагаемые рисунки). Оба термина означают одно и то же, но могут быть истолкованы как совершенно разные элементы. Аналогично, штекерный разъем D-sub стандартной плотности с корпусом размера 1 может быть назван DE9M или DE9P; гнездовой разъем D-sub стандартной плотности с корпусом размера 2 может быть назван DA15F или DA15S; штекерный разъем D-sub высокой плотности с корпусом размера 3 может быть назван DB44M или DB44P; и так далее.
Разработчики электроники часто выбирают гнездовые разъемы для фиксированного монтажа на электронном оборудовании, которое они проектируют. Обычно это делается потому, что гнездовые разъемы более устойчивы к повреждениям или загрязнению благодаря своим скрытым или утопленным электрическим контактам. Поврежденный разъем материнской платы может привести к списанию дорогостоящего электронного оборудования. Риск повреждения снижается путем переноса более открытых штыревых контактов на соединительные кабели, которые можно отремонтировать или заменить с меньшими затратами.
Например, в последовательном порту RS-232 мужской разъем механически более хрупкий, чем женский разъем. [11] Соображения стоимости и надежности, вероятно, привели к решению использовать женские разъемы на многих компьютерных терминалах (и некоторых персональных компьютерах) для последовательного порта, несмотря на то, что это является прямым нарушением соглашения о роде разъема, явно указанного в стандарте RS-232 для соединений «DTE» ( терминальное оборудование данных ). Это запутанное изменение соглашения о роде разъема RS-232 вызвало много часов разочарования у плохо информированных конечных пользователей, когда они пытались устранить неисправность нефункциональных соединений оборудования последовательного порта. [ необходима цитата ]
В электрических соединениях, где напряжение или ток достаточны для нанесения травмы , часть, постоянно подключенная к источнику питания , всегда является гнездовой, со скрытыми контактами, чтобы предотвратить непреднамеренное прикосновение к токоведущим проводникам людьми или животными, или токопроводящими предметами, которые могут вызвать короткое замыкание . Штекерная вилка с полностью открытыми выступающими контактами устанавливается на шнуре (или непосредственно на) устройства, получающего питание. Устройства, которые должны быть устойчивы к механическим повреждениям, могут использовать специальный штекерный разъем IEC 60320 C14 (см. галерею выше), который утоплен под поверхностью монтажной панели, обеспечивая желаемую физическую защиту при соблюдении правил безопасности.
В случае с питанием переменного тока на уровне потребителя пол разъема используется для неявного обеспечения безопасного использования разъемов питания. Из-за этого соображения, незаконно [ требуется разъяснение ] в соответствии с электрическим кодексом [ каким? ] изготавливать или использовать любые преобразователи пола для подключения питания переменного тока к оборудованию на уровне потребителя.
Двусторонний штекерный разъем для электропитания от коммунальной сети («сети») чрезвычайно опасен и иногда называется кабелем самоубийц или шнуром-вдоводелом . [12] Некоторые хозяйственные магазины прямо отказываются производить или продавать их по просьбе клиентов, которые по ошибке повесили гирлянду рождественских огней наоборот и хотят подключить конец розетки к настенной розетке, [13] или которые намереваются подключить генератор или инвертор к электрической цепи своего дома в случае отключения электроэнергии. [12] Открытые штыри на рабочем конце кабеля представляют серьезную опасность поражения электрическим током и возгорания, а при неправильном использовании в генераторной установке оборудование может сгореть при восстановлении подачи электроэнергии. [12] Он также может подавать электроэнергию обратно в сеть, потенциально повреждая коммунальное оборудование или даже убивая электромонтеров, пытающихся восстановить подачу электроэнергии. [14]
Аналогично, открытое соединение на соединительном кабеле для автомобильного аккумулятора 12 В может быть опасным из-за потенциально высокого тока и энергии. Случайное замыкание провода на массу автомобиля может вызвать искры, быстрый нагрев или даже взрыв аккумулятора.
При низковольтном использовании, например, для передачи данных , опасность поражения электрическим током не является проблемой, а разъемы типа «папа» или «мама» используются на основе других инженерных факторов, таких как удобство использования, стоимость или простота производства. Например, обычные «коммутационные кабели», используемые для Ethernet (и аналогичные шнуры, используемые для телефонов ), обычно имеют модульные штекеры типа «папа» на обоих концах для подключения к гнездам на оборудовании или вмонтированным в стены.
Примером компромисса в выборе разъема питания является коаксиальный разъем питания , который обычно устанавливается таким образом, что питание подается из гнездового разъема в штекерное гнездо (которое обычно является частью электронного устройства, принимающего питание). Несмотря на то, что разъем является гнездовым, с частично утопленным центральным контактом, все еще возможно случайное соприкосновение с металлическим предметом, которое может вызвать короткое замыкание источника питания. В зависимости от конструкции адаптера питания, он может реагировать на короткое замыкание временным отключением или вместо этого перегоранием внутреннего предохранителя .
В этом примере предельная надежность выбора разъема была сочтена разработчиком оборудования приемлемой, поскольку адаптер питания подает низкое напряжение , которое не представляет опасности поражения электрическим током. Потенциальная опасность возгорания от случайного короткого замыкания устраняется внутренним предохранителем, хотя это требует полной замены неисправного адаптера питания. В другой конструкции, если бы адаптер питания был предназначен для подачи напряжения, достаточного для поражения электрическим током, полуоткрытый центральный контакт розетки считался бы неприемлемо опасным, требуя другого выбора разъема.
Некоторые электрические разъемы являются гермафродитными, поскольку они включают в себя как мужские, так и женские элементы в одном блоке, предназначенном для свободного соединения, независимо от пола. См. обсуждение бесполых разъемов в этой статье для получения более подробной информации.
В качестве дополнительного усложнения некоторые конструкции электронных разъемов могут включать комбинации штыревых и гнездовых контактов в одном корпусе разъема для сопряжения с дополнительным разъемом с противоположными по полу контактами в соответствующих позициях. В этих необычных случаях пол часто определяется формой корпуса разъема, а не штыревыми и гнездовыми контактами разъема смешанного пола . Строго говоря, эти типы разъемов не являются гермафродитными, поскольку сопряженные разъемы не являются свободно взаимозаменяемыми. Неофициальный термин, который использовался для этих разъемов, — «бисексуальный», в дополнение к более официальной терминологии, смешанный пол . Таким образом, например, можно иметь смешанный по полу женский разъем, который подключается к смешанному по полу мужскому разъему (хотя обратное назначение пола разъемов было бы более типичным выбором дизайна в этом примере).
Штыревые контакты разъема часто защищены оболочкой ( также называемой кожухом , окружением или экраном ), которая может охватывать весь гнездовой разъем при сопряжении. Радиочастотные разъемы часто имеют несколько слоев взаимосвязанных оболочек для надлежащего соединения экранов коаксиального и триаксиального кабеля . В таких случаях пол назначается на основе самой внутренней точки соединения. За исключением BNC или TNC с обратной полярностью, где внешняя оболочка определяет пол, а самые внутренние точки соединения противоположны стандартному разъему, например, гнездовой разъем RP-TNC имеет сплошной самый внутренний штырь.
Другая неоднозначная ситуация возникает с разъемами, используемыми для USB , FireWire (IEEE-1394), HDMI и Thunderbolt последовательных шин данных. Тщательное изучение этих разъемов показывает, что контактные «штыри» на самом деле не являются штырями, а представляют собой проводящие поверхности, которые скользят друг мимо друга при сочленении. Поэтому традиционная номенклатура штырьков и гнезд неприменима. Вместо этого большинство людей, занимающихся компьютерным оборудованием, возвращаются к обозначению обернутого металлического экрана на штекерном разъеме, как если бы это был штырьковый разъем . Согласно этому соглашению, разъемы на кабелях последовательной шины называются «штекерами», а соответствующие разъемы на оборудовании — «гнездами».
Случайный взгляд на штекерный разъем USB "Type A" может создать ложное впечатление, что он гермафродитный. Однако физическая попытка соединить два кабеля USB "Type A" друг с другом показывает, что разъемы не будут соединяться. Классифицируя в соответствии с математической теорией графов , шины USB представляют собой направленные деревья , тогда как шины FireWire имеют настоящую топологию шинной сети . Это различие отражается в используемых разъемах шины, поскольку кабели USB асимметричны (один конец Type A, другой конец Type B), в то время как кабели FireWire могут иметь идентичные разъемы на обоих концах. Более современные кабели USB-C также могут иметь идентичные разъемы на обоих концах (в этом случае логические концы A и B согласовываются между подключенными устройствами, а не напрямую указываются штекерами).
Примером разъема, в котором сами контакты являются гермафродитными, является ELCO Varicon, в котором контакты раздвоены в утопленных крестообразных углублениях и сопрягаются друг с другом аксиально с поворотом на 90 градусов. В этом примере штекеры имеют контакты, ориентированные поперечно, а гнезда расположены продольно.
По определению, гермафродитный соединитель включает в себя сопрягаемые поверхности, имеющие одновременно мужские и женские аспекты, включающие комплементарные парные идентичные детали, каждая из которых содержит как выступы, так и углубления. Эти сопрягаемые поверхности монтируются в идентичные фитинги, которые могут свободно сопрягаться с любыми другими, независимо от пола (при условии, что размер и тип уже совпадают). Альтернативные названия включают гермафродитный , андрогинный , бесполый , бесполый , комбинация (или комбо ), два-в-одном , двухсторонний и другие описательные термины. Некоторые из этих последних альтернативных названий неоднозначны по значению и не должны использоваться, если тщательно не определены в контексте. Настоящие гермафродитные соединители не следует путать со смешанными гендерными соединителями, которые описаны в другом месте этой статьи.
Другой тесно связанный тип — стекируемый разъем для электроники, который обычно имеет штыревые контакты на одной поверхности и дополнительные гнездовые гнезда на противоположной поверхности, что позволяет складывать несколько блоков, как пластиковые ящики для молока . Примерами этого являются стекируемые вилки типа «банан» и соединительные кабели, указанные для инструментальной шины IEEE-488 . Стекируемые мезонинные шинные разъемы используются на некоторых модульных платах микрокомпьютеров для таких систем, как дополнительные дочерние платы Arduino, называемые «щитами». Более старые встраиваемые модули ПК PC/104 используют аналогичный стекируемый формат для соединения. Стекируемые разъемы не классифицируются как гермафродитные в самом строгом смысле, но часто описываются как таковые в более свободном использовании.
Гермафродитная конструкция полезна, когда несколько сложных или длинных компонентов должны быть произвольно соединены в различных комбинациях. Например, если шланги имеют гермафродитные фитинги, их можно соединить без необходимости тянуть длинный шланг и переворачивать его, потому что он имеет неправильный пол для соединения с другим шлангом. Некоторые военные волоконно-оптические кабели также имеют гермафродитные разъемы для предотвращения проблем с разъемами «неправильного пола» при полевых развертываниях. Аналогичным образом, железнодорожные вагоны обычно оснащены гермафродитными железнодорожными сцепными механизмами, которые позволяют присоединять любой конец транспортного средства к поезду без необходимости предварительного разворота вагона. По той же причине несколько стыковочных механизмов космических аппаратов спроектированы как «андрогинные», включая Androgynous Peripheral Attach System , NASA Docking System и Chinese Docking Mechanism .
При отсутствии бесполых соединителей для обеспечения определенных соединений могут использоваться приспособления для смены пола . Разработчик системы соединений может использовать одну или обе схемы для обеспечения произвольного соединения или даже объединить обе схемы в одну систему.
Когда для обеспечения безопасности или по другим причинам требуется принудительное ощущение однонаправленности или «одностороннего потока» (например, при подключении к электросети переменного тока), для предотвращения нежелательных конфигураций реализуется строгое назначение полов разъемов, а устройства смены пола запрещаются.
Некоторые часто встречающиеся примеры гермафродитных разъемов включают разъем SAE для питания 12 В постоянного тока , разъемы для воздушных шлангов отбойного молотка и серию модульных сильноточных разъемов питания Anderson Powerpole . Другим распространенным примером был устаревший разъем IBM Token Ring . Корпорация General Radio разработала гермафродитный коаксиальный радиочастотный разъем, часто называемый « разъемом GR ».
Некоторые аудиомногожильные кабели оснащены гермафродитными многоконтактными быстроразъемными разъемами для удобства использования в полевых условиях. Один из видов этого аудиосигнального кабеля оснащен на обоих концах разъемами, каждый из которых заполнен наполовину штырями и наполовину гнездами. Преимущество для пользователя заключается в том, что не имеет значения, какой конец подключается к сцене , а какой к аудиомикшеру , что облегчает более быструю настройку. [15] Другой вид разъема использует гибридные штыревые/гнездовые контакты с приемным слотом, установленным в центре каждого двухштыревого контакта, и полагается на поворот осей штырей на 90 градусов для сопряжения. Сами корпуса разъемов имеют половые мужские и женские контакты. [16]
Устройства, используемые для соединения двух соединителей одного пола, имеют широкий спектр терминов, включая, например: « переключатель пола », «переключатель пола», «перегибатель пола» и «переключатель пола». [17] Конкретный переключатель пола может быть обозначен либо по полу его соединителей, либо по полу, к которому он предназначен, что приводит к совершенно неоднозначной терминологии. Таким образом, «переключатель пола мужского пола» может иметь гнездовые соединители для соединения двух штыревых концов или штыревые соединители для соединения двух гнездовых концов.
Добавляя к этому потенциалу путаницы, некоторые преобразователи пола также объединяют дополнительные функции, такие как перекрестные выводы. Активные кабели могут включать встроенные системы для протоколов связи или изменения логического уровня , что технически делает их « адаптерами », но это различие иногда игнорируется в маркетинговых материалах или в обычном использовании.
.jpg/1280px-Toslink_kabel_(rotated).jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Гемара стр.12б