Facultad de Ciencia, Tecnología y Ambiente

Propagación de Ondas en Líneas de Transmisión

Managua

26 de Septiembre de 2012

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Contenido 1

Introducción

2

TEM

3

Factor de Velocidad

4 4

Velocidad de la Onda

5

Frecuencia y longitud de onda

4

Conclusiones LOGO

Introducción En las comunicaciones, las líneas de transmisión llevan señales telefónicas, datos de computadoras en LAN, señales de televisión en sistemas de Televisión por cable y señales de un transmisor a una antena o de una antena a un receptor. Las líneas de transmisión son enlaces importantes en cualquier sistema. Son más que tramos de alambre o cable. Sus características eléctricas son sobresalientes, y se deben igualar a las del equipo para obtener comunicaciones adecuadas. Las líneas de transmisión también son circuitos. En frecuencias muy altas donde las longitudes de onda son cortas, las líneas de transmisión actúan como circuitos resonantes y aun como componentes reactivos en VHF y UHF, y frecuencias de microondas. Además, la mayor parte de los circuitos sintonizados y de filtros se utilizan con líneas de transmisión. LOGO

Ondas electromagnéticas transversales (TEM)

 Una onda TEM se propaga principalmente en un no conductor (dieléctrico) que separa los dos conductores de una línea de transmisión. Por lo tanto, una onda viaja o se propaga a través de un medio. Para una onda transversal, la dirección de desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación. Una onda superficial de agua es una onda longitudinal. Una onda en donde el desplazamiento está en la dirección de propagación se llama onda longitudinal. Las ondas de

sonido son longitudinales.

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Factor de Velocidad El factor de velocidad (constante de velocidad) se define como la relación de la velocidad real de propagación a través de determinado medio, entre la velocidad de propagación a través del espacio. La definición matemática del factor de velocidad es: 𝑽𝑷 𝑽𝒇 = 𝑪

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Factores de Velocidad Material

Factor de Velocidad

Aire

0.95 – 0.975

Hule

0.56 – 0.65

Polietileno

0.66

Teflón

0.70

Espuma de Teflón

0.82

Espigas de Teflón

0.81

Espiral de Teflón

0.81

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Constantes Dieléctricas Material

Constante Electrica Relativa (ET)

Vacío

1.0

Aire

1.0006

Teflón

2.1

Polietileno (PE)

2.27

Poliestireno

2.5

Papel Parafinado

2.5

Hule

3.0

Cloruro de Polivinilo (PVC)

3.3

Mica

5.0

Vidrio

7.5

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Factor de Velocidad  La velocidad con la que viaja una onda electromagnética a través de una línea de transmisión va en dependencia de la constante eléctrica del material aislante que separa a los conductores. El factor de velocidad se calcula en forma aproximada mediante la fórmula: 𝑽𝒇 =

𝟏 ∈𝑻

donde ∈𝑻 es la constante dielectrica del material dado

 La velocidad con la que se propaga una onda electromagnética por una línea de transmisión varia de acuerdo con la inductancia y la capacitancia, se necesita un tiempo finito para que un inductor o un capacitor tome o ceda energía. Se puede demostrar que ese tiempo de carga es 𝑇 = 𝐿𝐶. De manera, la inductancia, capacitancia y la velocidad de propagación se relacionan mediante la siguiente formula: velocidad x tiempo = distancia.

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Velocidad de la Onda  Las ondas viajan a distintas velocidades, dependiendo del tipo de onda y de las características del medio de propagación. Las ondas de sonido viajan aproximadamente a 1100 pies/s en la atmósfera normal. Las ondas electromagnéticas viajan mucho más rápido. En el espacio libre (un vacio), las ondas TEM viajan a la velocidad de la luz, c = 186,283 mi/s o 299,793,000 mIs, redondeado a 186,000 mi/s y 3 x 10 mis. Sin embargo, en el aire (como en la atmósfera de la Tierra), las ondas TEM viajan ligeramente más despacio, y las ondas electromagnéticas viajan considerable mente más lentas a lo largo de una linea de transmisión.

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Frecuencia y longitud de onda

 Las oscilaciones de una onda electromagnética son periódicas y repetitivas. Por lo tanto, se caracterizan por una frecuencia. La proporción en la que la onda periódica se repite es su frecuencia. La distancia de un ciclo ocurriendo en el espacio se llama la longitud de onda y se determina por la siguiente ecuación fundamental: Distancia = velocidad X tiempo

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Conclusiones  Las líneas de transmisiones son un medio guiado de transmisión por el cual se transporta la energía de un punto a otro. En nuestro caso se entiende por línea de transmisión la que puede transportar energía electromagnética entre el transmisor y la antena, la antena y el receptor o entre 2 equipos; además de emplearse en los ejemplos anteriores, tienen otras aplicaciones como: filtros de onda, inversores de fase, circuitos tanque resonantes, transformadores de impedancias y correctores de fase.

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Referencias

 Wayne Tomasi, “Sistemas de Comunicaciones Electrónicas”, Cuarta Edición 2003.

 Sistemas de Comunicaciones (2012). Sistemas de Comunicaciones. Recuperado el 24 de Septiembre 2012; del sitio http://www.joelmrc.mex.tl/376410_FENOMENOS-CONLAS-ONDAS.html

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