Ondas Electromagneticas

Ondas Electromagnéticas Transversales.

La propagación de la energía eléctrica por una línea de transmisión se hace en forma de ondas electromagnéticas transversales.

Una onda transversal es una onda en la que las vibraciones son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.

Una transmisión de una LT ordinaria es bidireccional, este puede propagarse en 2 direcciones.

Tipo de líneas de transmisión.

Las líneas de transmisión pueden clasificarse generalmente como balanceadas o desbalanceadas.

- Línea Balanceada

En las líneas balanceadas de dos alambres ambos conductores llevan corriente: el primero lleva la señal y el segundo la regresa. Este tipo de transmisión se denomina transmisión diferencial o balanceada de señal. La señal que se propaga por el alambre se mide como diferencia de potencial entre los dos conductores.

Sistema de transmisión balanceado

- Línea desbalanceada.

En esta transmisión, el conductor conectado a tierra puede ser también el nivel de referencia para otros conductores portadores de señal, esto origina a veces problemas debido a que se pueden presentar inductancias y capacitancias y con ello el surgimiento en pequeñas diferencias de potencial entre cualquiera de los conductores de señal y el conductor de tierra; como consecuencia de no tratarse de un punto de referencia perfecto induciéndose pequeños niveles de ruido en él.

Sistema de transmisión desbalanceado

Líneas de transmisión de conductor paralelo

- Línea de transmisión de cable abierto

Es un conductor paralelo de dos cables. Consiste simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo separados por aire.

Línea de Transmisión de cable abierto

- Cable gemelos (doble terminal).

Estos tipos de cables son otra forma de línea de transmisión para un conductor paralelo de dos cables. Los cables gemelos frecuentemente son llamados cable de cinta. Son iguales a la de cable abierto, excepto que los espaciadores que están entre los conductores se reemplazan con un dieléctrico sólido continuo.

Línea de Transmisión de doble terminal.

- Cable de par trenzado.

Este cable se forma doblando dos conductores aislados juntos. Los pares se trenzan frecuentemente en unidades, y las unidades a su vez, están cableadas en el núcleo.

Cable de par trenzado

- Par de cables protegido con armadura.

Este par de cables se usa para reducir las pérdidas por radiación e interferencia, frecuentemente se encierran las líneas de transmisión de dos cables paralelos en una malla metálica conductiva.

Líneas de transmisión coaxial o concéntrica.

- Las líneas de transmisión de conductores paralelos son apropiadas para las aplicaciones de baja frecuencia.

- En las altas frecuencias, sus pérdidas por radiación y pérdidas dieléctricas, así como su susceptibilidad a la interferencia externa son excesivas.

- El cable coaxial consiste de un conductor central rodeado por un conductor exterior concéntrico.

- El cable coaxial proporciona una excelente protección contra la interferencia externa.

- A frecuencias de operación más bajas, el uso de la protección no es costeable.

- Hay dos tipos de cables coaxiales: líneas rígidas llenas de aire y líneas solidas flexibles.

- Los cables coaxiales rígidos llenos de aire son relativamente caros de fabricar, y el aislante de aire tiene que estar relativamente libre de humedad.

- Los cables coaxiales solidos tienen perdidas menos y son más fáciles de construir, de instalar, y de dar mantenimiento.

- Ambos tipos de cables coaxiales son relativamente inmunes a la radiación externa.

(a) Rígida llena de aire (b) Línea Flexible Maciza

Circuitos Equivalentes de una línea 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.

- Impedancia Característica.

Cuando se hace uso de una línea de transmisión en un sistema de comunicación, muchas veces es importante conoces sus características eléctricas y la forma como estas interactúan entre si afectando la señal transmitida. Las características de una línea de transmisión están determinadas por sus propiedades eléctricas y físicas tales como la conductividad de los alambres, la constante dieléctrica del aislamiento, el diámetro del alambre y la distancia entre conductores. Estas propiedades son llamadas constantes eléctricas primarias.

La expresión matemática que define la impedancia característica es:

Z_o=√((R+jwL)/(G+jwC))

Cuando se presentan en la línea de transmisión de frecuencias bajas, los componentes reactivos tienden a desaparecer, para lo cual se puede decir que la impedancia característica es:

Z_o=√(R/G)

En caso de presentarse frecuencias extremadamente altas, ocurre el efecto de que las componentes reactivas son mucho mayores que el factor resistivo.

Z_o=√(jwL/jwC)=√(L/C)

- Constante de propagación.

La constante de propagación se utiliza para expresar la atenuación y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión.

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.

γ=α+jβ en donde: γ=Constante de propagación

α=Coeficiente de

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