Um cabo de 50 ohms?

No início de minhas explorações de eletricidade, encontrei um comprimento de cabo coaxial com uma etiqueta de “50 ohms” impressa ao longo de sua capa externa (Figura abaixo). O cabo coaxial é um cabo de dois condutores feito de um único condutor envolto por uma capa de fio trançado, com um material isolante de plástico separando os dois.

Como tal, o condutor externo (trançado) envolve completamente o condutor interno (fio único), os dois condutores isolados um do outro em todo o comprimento do cabo. Esse tipo de cabeamento é freqüentemente usado para conduzir sinais de tensão fracos (baixa amplitude), devido à sua excelente capacidade de proteger esses sinais de interferências externas.

Construção do cabo coaxial.

Fiquei perplexo com a etiqueta “50 ohms” neste cabo coaxial. Como poderiam dois condutores, isolados um do outro por uma camada relativamente espessa de plástico, ter 50 ohms de resistência entre eles?

Medindo a resistência entre os condutores externo e interno com meu ohmímetro, descobri que ela é infinita (circuito aberto), exatamente como eu esperava dos dois condutores isolados.

Medir cada uma das resistências dos dois condutores de uma extremidade do cabo à outra indicou quase zero ohms de resistência:novamente, exatamente o que eu esperaria de comprimentos de fio contínuos e ininterruptos.

Em nenhum lugar consegui medir 50 Ω de resistência neste cabo, independentemente de quais pontos conectei meu ohmímetro no meio.

O que eu não entendia naquela época era a resposta do cabo aos sinais e pulsos CA de alta frequência que exibem um tempo rápido de subida / queda. A corrente contínua contínua (DC) - tal como a usada pelo meu ohmímetro para verificar a resistência do cabo - mostra que os dois condutores estão completamente isolados um do outro, com resistência quase infinita entre os dois.

No entanto, devido aos efeitos da capacitância e indutância distribuída ao longo do comprimento do cabo, a resposta do cabo às tensões que mudam rapidamente é tal que atua como um finito impedância, consumindo corrente proporcional à tensão aplicada.

O que normalmente rejeitaríamos como sendo apenas um par de fios torna-se um elemento importante do circuito na presença de transientes que mudam rapidamente e sinais CA de alta frequência, com propriedades características próprias. Ao expressar essas propriedades, nos referimos ao par de fios como uma linha de transmissão .

Este capítulo explora o comportamento da linha de transmissão. Muitos efeitos de linha de transmissão não aparecem em medida significativa em circuitos CA de frequência de linha de força (50 ou 60 Hz), ou em circuitos CC contínuos, e por isso não tivemos que nos preocupar com eles em nosso estudo de circuitos elétricos até agora.

No entanto, em circuitos que envolvem altas frequências e / ou comprimentos de cabo extremamente longos, os efeitos são muito significativos.

As aplicações práticas dos efeitos da linha de transmissão abundam em circuitos de comunicação de radiofrequência ("RF"), incluindo redes de computadores, e em circuitos de baixa frequência sujeitos a transientes de voltagem que mudam rapidamente ("surtos"), como quedas de raios em linhas de energia.



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