Líneas de Transmisión.
Características de las líneas de Transmisión
Las características de una línea de transmisión se determinan por sus propiedades eléctricas, como la conductancia de los cables y la constante dieléctrica del aislante, y sus propiedades físicas, como el diámetro del cable y los espacios del conductor.
Estas propiedades, a su vez, determinan las constantes eléctricas primarias:
Resistencia de CD en serie (R),
Inductancia en serie (L),
Capacitancía de derivación (C),
Conductancia de derivación (G).
La resistencia y la inductancia ocurren a lo largo de la línea, mientras que entre los dos conductores ocurren la capacitancia y la conductancia.
Las constantes primarias se distribuyen de manera uniforme a lo largo de la línea, por lo tanto, se les llama comúnmente parámetros distribuidos.
Los parámetros distribuidos se agrupan por una longitud unitaria dada, para formar un modelo eléctrico artificial de la línea.
Las características de una línea de transmisión se llaman constantes secundarias y se determinan con las cuatro constantes primarias.
Las constantes secundarias son impedancia característica y constante de propagación.
Se denomina impedancia característica de una línea de transmisión a la relación existente entre la diferencia de potencialaplicada y la corriente absorbida por la línea en el caso hipotético de que esta tenga una longitud infinita, o cuando aún siendo finita no existen reflexiones.
En el caso de líneas reales, se cumple que su impedancia permanece inalterable cuando son cargadas con elementos, generadores o receptores, cuya impedancia es igual a la impedancia característica.
La energía de una señal decae con la distancia . La atenuación es la perdida de la potencia de una señal. por ello para que la señal llegue con la suficiente energía es necesario el uso de amplificadores o repetidores. La atenuación se incrementa con la frecuencia, con la temperatura y con el tiempo.
La constante de propagación (a veces llamada el coeficiente de propagación) se utiliza para expresar la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión. Conforme se propaga una onda, a lo largo de la línea de transmisión, su amplitud se reduce con la distancia viajada. La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la línea de transmisión. ž
Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se disipa en la resistencia del cable, conforme la onda se propague a lo largo de la línea. Por lo tanto, con una línea infinitamente larga o una línea que se ve como infinitamente larga, como una línea finita se termina en un carga acoplada (Z = ZL), no se refleja ni se regresa energía nuevamente a la fuente. Matemáticamente, la constante de propagación es
Permeabilidad magnética
En física se le denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de ella campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material.
La magnitud así definida, el grado de magnetización (magnetización no permanente) de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ:
donde B es la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) en el material, y H es intensidad de campo magnético.
Permitividad Eléctrica
Onda
La longitud de onda es la distancia real que recorre una perturbación (una onda) en un determinado intervalo de tiempo. Ese intervalo de tiempo es el transcurrido entre dos máximos consecutivos de alguna propiedad física de la onda.
En física la amplitud de un movimiento oscilatorio, ondulatorio o señal electromagnética es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica o cuasiperiódicamente en el tiempo. Es la distancia entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.
El Tiempo es una magnitud física fundamental, el cual puede ser medido utilizando un proceso periódico, entendiéndose como un proceso que se repite de una manera idéntica e indefinidamente.
se utiliza regularmente para designar el intervalo de tiempo necesario para completar un ciclo repetitivo, o simplemente el espacio tiempo que dura algo.
La pulsación o frecuencia angular se refiere a la frecuencia del movimiento circular expresada en proporción del cambio de ángulo, y se define como 2pi veces la frecuencia.
Se expresa en radianes/Segundo, y formalmente, se define con la letra omega minúscula omega a través de la fórmula:
Es cualquier sistema de conductores, semiconductores, o la combinación de ambos, que puede emplearse para transmitir información, en la forma de energía eléctrica o electromagnética entre dos puntos.
Par de hilos o línea Bifilar
Placas paralelas
Microcinta o Microlínea
Línea de cinta o Triplaca
Cable Coaxial
Guía de ondas rectangular
Guía de ondas circular
Fibra Óptica
Todas estas líneas son capaces de transmitir información, Unas tienen un solo conductor cerrado (guías de ondas), otras poseen dos conductores (línea bifilar, placas paralelas, microcinta y cable coaxial), algunas tienen tres conductores (triplaca), y otras ningún conductor sino solamente material dieléctrico (fibra óptica).
Las características de una línea de transmisión se determinan por sus propiedades eléctricas, como la conductancia de los cables y la constante dieléctrica del aislante, y sus propiedades físicas, como el diámetro del cable y los espacios del conductor.
Estas propiedades, a su vez, determinan las constantes eléctricas primarias:
Resistencia de CD en serie (R),
Inductancia en serie (L),
Capacitancía de derivación (C),
Conductancia de derivación (G).
La resistencia y la inductancia ocurren a lo largo de la línea, mientras que entre los dos conductores ocurren la capacitancia y la conductancia.
Las constantes primarias se distribuyen de manera uniforme a lo largo de la línea, por lo tanto, se les llama comúnmente parámetros distribuidos.
Los parámetros distribuidos se agrupan por una longitud unitaria dada, para formar un modelo eléctrico artificial de la línea.
Las características de una línea de transmisión se llaman constantes secundarias y se determinan con las cuatro constantes primarias.
Las constantes secundarias son impedancia característica y constante de propagación.
Impedancia Característica
Se denomina impedancia característica de una línea de transmisión a la relación existente entre la diferencia de potencialaplicada y la corriente absorbida por la línea en el caso hipotético de que esta tenga una longitud infinita, o cuando aún siendo finita no existen reflexiones.
En el caso de líneas reales, se cumple que su impedancia permanece inalterable cuando son cargadas con elementos, generadores o receptores, cuya impedancia es igual a la impedancia característica.
Pérdidas en la línea de transmisión
Las líneas de transmisión frecuentemente se consideran totalmente sin perdidas. Sin embargo, en
realidad, hay varias formas en que la potencia se pierde en la línea de transmisión, son;
Perdida del conductor.
Perdida por radiación por el calentamiento del dieléctrico.
Perdida por acoplamiento.
Descarga luminosa (efecto corona).
Atenuacion
Constante de propagación
Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se disipa en la resistencia del cable, conforme la onda se propague a lo largo de la línea. Por lo tanto, con una línea infinitamente larga o una línea que se ve como infinitamente larga, como una línea finita se termina en un carga acoplada (Z = ZL), no se refleja ni se regresa energía nuevamente a la fuente. Matemáticamente, la constante de propagación es
Permeabilidad magnética
En física se le denomina permeabilidad magnética a la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de ella campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la inducción magnética existente y la intensidad de campo magnético que aparece en el interior de dicho material.
La magnitud así definida, el grado de magnetización (magnetización no permanente) de un material en respuesta a un campo magnético, se denomina permeabilidad absoluta y se suele representar por el símbolo μ:
donde B es la inducción magnética (también llamada densidad de flujo magnético) en el material, y H es intensidad de campo magnético.
La permitividad (llamada también constante dieléctrica) es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio. La permitividad del vacío
ɛ es ɛ0= 8,8541878176x10-12 C 2 / Nm2 .
ɛ es ɛ0= 8,8541878176x10-12 C 2 / Nm2 .
Frecuencia
Frecuencia una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier
fenómeno o suceso periódico.
En física, se utiliza la palabra "onda” para designar la trasmisión de energía sin desplazamiento de materia.
Se trata de una perturbación o agitación que se desplaza en un ambiente determinado y que, después de pasar, lo deja en su estado inicial.
Este mecanismo cubre una amplia gama de situaciones: Desde las ondas en la superficie de un líquido hasta la luz, que es en sí un tipo de onda.
El transporte de energía sin materia es un fenómeno físico común. Imaginemos un estanque en un día soleado y sin viento. La superficie del agua está perfectamente lisa. Ahora imaginemos que alguien lanza una piedra: En el punto de impacto, vemos aparecer inmediatamente ondulaciones que parecen alejarse del centro en círculos concéntricos. Al cabo de algunos instantes, el estanque está nuevamente liso e inmóvil.
Se trata de una perturbación o agitación que se desplaza en un ambiente determinado y que, después de pasar, lo deja en su estado inicial.
Este mecanismo cubre una amplia gama de situaciones: Desde las ondas en la superficie de un líquido hasta la luz, que es en sí un tipo de onda.
El transporte de energía sin materia es un fenómeno físico común. Imaginemos un estanque en un día soleado y sin viento. La superficie del agua está perfectamente lisa. Ahora imaginemos que alguien lanza una piedra: En el punto de impacto, vemos aparecer inmediatamente ondulaciones que parecen alejarse del centro en círculos concéntricos. Al cabo de algunos instantes, el estanque está nuevamente liso e inmóvil.
Longitud de onda
Amplitud
Tiempo
Periodo
Frecuencia angular
La pulsación o frecuencia angular se refiere a la frecuencia del movimiento circular expresada en proporción del cambio de ángulo, y se define como 2pi veces la frecuencia.
Se expresa en radianes/Segundo, y formalmente, se define con la letra omega minúscula omega a través de la fórmula:
omega =2pi F
donde la frecuencia F es el número de oscilaciones o vueltas por segundo que se realizan.
donde la frecuencia F es el número de oscilaciones o vueltas por segundo que se realizan.
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