¿Por qué la impedancia característica suele ser puramente resistiva?

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Sé que la impedancia característica es la raíz cuadrada de la relación de la impedancia (Z) y la conductancia (G) de la línea, ambos números complejos. Por lo tanto, la impedancia característica debe ser también compleja. Sin embargo, en la mayoría de los problemas que encuentro, la impedancia característica de una línea dada es casi siempre solo resistiva. ¿Por qué es esto?

    
pregunta Chaine

2 respuestas

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La impedancia característica nunca es puramente resistiva.

Un componente imaginario de la impedancia característica indica una línea con pérdidas, y todas las líneas de transmisión reales tienen pérdidas.

Sin embargo, una línea sin pérdidas es más fácil de modelar. Si está realizando cálculos con lápiz y papel, tendrá que hacer menos cálculos matemáticos si está trabajando con una línea sin pérdidas.

Y muchas líneas están lo suficientemente cerca como para que no tengan pérdidas (para la frecuencia y la longitud de línea utilizadas en un sistema real) para que los resultados obtenidos con el modelo más simple estén lo suficientemente cerca como para ser útiles. Muy a menudo, optamos por modelar una línea sin pérdidas para facilitar nuestras vidas y al mismo tiempo obtener resultados útiles de nuestro modelo.

De manera similar, ningún cable en un circuito concentrado está realmente libre de resistencia, y ningún circuito real es lo suficientemente pequeño como para no producir ninguna radiación, por lo que cada vez que usamos las leyes de Kirchoff, estamos modelando una simplificación útil de la realidad. No es un modelo perfecto de realidad.

    
respondido por el The Photon
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¿Crees que la impedancia característica es puramente resistiva porque normalmente está etiquetada como 50ohm o 75ohm y no en la forma a + jb?

Si es así, significa que está confundiendo las líneas de transmisión con los conductores y la impedancia característica con la impedancia regular

Tome una línea infinitamente larga de conductor de dos líneas perfecto (sin pérdida), tendrá una resistencia CERO, pero puede ser de 50 ohmios. La razón es que CUALQUIER línea de transmisión debe tener tanto capacitancia (el aislamiento entre los conductores y la diferencia de voltaje hace que un capacitor) como la inductancia (la corriente que carga la capacitancia induce el campo magnético que almacena energía) como se muestra en esta imagen Pero, ¿cómo se ve esto como una impedancia no compleja finita como 50ohm?

Al voltaje de CC, esta línea de transmisión parece un cortocircuito, pero a las señales de CA:

  1. La capacitancia paralela causará una división de la corriente, que es equivalente (hasta la ley de ohmios) a una resistencia paralela
  2. La inductancia evitará una corriente CA infinita que es equivalente (en cuanto a la ley de ohmios) a una resistencia en serie
  3. En ambas causas no hay pérdida! solo una impedancia que se ve resistiva
  4. Notará que si compra un cable para señales de RF, especifica una frecuencia en la que PARECE 50ohm, esto se debe a que el cable está diseñado de tal manera que la capacitancia y la inductancia del cable resuenen y se cancelen entre sí dejando solo el efecto que tienen en la ley de ohmios, lo que significa que habrá un valor resistivo aparente que se elige para la mejor transmisión de potencia; por lo general 50 ohms
  5. En un cable de este tipo, si ingresa una frecuencia más alta que su frecuencia nominal, aparecerá inductivo (complejo con un término imaginario positivo), si ingresa una frecuencia menor que su frecuencia nominal aparecerá capacitivo (complejo con un imaginario negativo) componente)

Espero que esto ayude, deja un comentario si quieres continuar con el desarrollo

fuente: ingeniero de electrónica de RF junior, MEng Ingeniería eléctrica y electrónica (2016)

    
respondido por el Andrew Davis

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