¿Un cable de 50 ohmios?

Al principio de mis exploraciones de la electricidad, encontré un tramo de cable coaxial con una etiqueta de "50 ohmios" impresa a lo largo de su cubierta exterior (Figura siguiente). El cable coaxial es un cable de dos conductores hecho de un solo conductor rodeado por una cubierta de alambre trenzado, con un material aislante de plástico que los separa.

Como tal, el conductor externo (trenzado) rodea completamente al conductor interno (de un solo cable), los dos conductores aislados entre sí en toda la longitud del cable. Este tipo de cableado se utiliza a menudo para conducir señales de voltaje débiles (de baja amplitud), debido a su excelente capacidad para proteger dichas señales de interferencias externas.

Construcción de cable coaxial.

Estaba desconcertado por la etiqueta de "50 ohmios" en este cable coaxial. ¿Cómo podrían dos conductores, aislados entre sí por una capa relativamente gruesa de plástico, tener 50 ohmios de resistencia entre ellos?

Midiendo la resistencia entre los conductores externo e interno con mi ohmímetro, encontré que era infinita (circuito abierto), tal como esperaba de los dos conductores aislados.

La medición de las resistencias de cada uno de los dos conductores desde un extremo del cable al otro indicó casi cero ohmios de resistencia:nuevamente, exactamente lo que hubiera esperado de longitudes continuas e ininterrumpidas de cable.

En ninguna parte pude medir 50 Ω de resistencia en este cable, independientemente de los puntos en los que conecté mi ohmímetro en el medio.

Lo que no entendí en ese momento fue la respuesta del cable a las señales y pulsos de CA de alta frecuencia que exhiben un rápido tiempo de subida / bajada. La corriente continua continua (CC), como la que usa mi ohmímetro para verificar la resistencia del cable, muestra que los dos conductores están completamente aislados entre sí, con una resistencia casi infinita entre los dos.

Sin embargo, debido a los efectos de la capacitancia y la inductancia distribuidas a lo largo del cable, la respuesta del cable a los voltajes que cambian rápidamente es tal que actúa como un finito impedancia, generando corriente proporcional al voltaje aplicado.

Lo que normalmente descartaríamos como un par de cables se convierte en un elemento de circuito importante en presencia de transitorios que cambian rápidamente y señales de CA de alta frecuencia, con propiedades características propias. Al expresar estas propiedades, nos referimos al par de cables como una línea de transmisión .

Este capítulo explora el comportamiento de la línea de transmisión. Muchos efectos de la línea de transmisión no aparecen en una medida significativa en circuitos de CA de frecuencia de línea eléctrica (50 o 60 Hz), o en circuitos de CC continuos, por lo que no hemos tenido que preocuparnos por ellos en nuestro estudio de circuitos eléctricos hasta ahora.

Sin embargo, en circuitos que involucran altas frecuencias y / o longitudes de cable extremadamente largas, los efectos son muy significativos.

Las aplicaciones prácticas de los efectos de las líneas de transmisión abundan en los circuitos de comunicación de radiofrecuencia ("RF"), incluidas las redes informáticas, y en los circuitos de baja frecuencia sujetos a transitorios de voltaje que cambian rápidamente ("sobretensiones"), como los rayos en las líneas eléctricas.

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