¿Cómo calcular la velocidad de la señal de CA en diferentes medios?

En general, tendría que hacer una simulación con la disposición física para obtener una respuesta precisa.

Para geometrías específicas, como una traza muy conductora separada de un plano de tierra perfecto por una extensión infinita de dieléctrico, el retardo de propagación es solo un factor de la constante dieléctrica \ $ \ epsilon_r \ $ del medio.

\ $ t_ {pd} = 85 \ sqrt {0.475 \ epsilon_r + 0.67} \ $ (picosegundos por pulgada)

Una resistencia significativa agregará algo más a la ecuación porque, en general, se volverá dependiente de la frecuencia.

Si está intentando hacer algo en el que esto realmente importa, como diseñar una antena serigrafiada, es posible que deba hacer algo más que este tipo de aproximación.

Esto se llama así ecuación de telegrafista. La velocidad de propagación es \ $ u = \ dfrac {1} {\ sqrt {LC}} \ $, donde L y C son inductancia (Henries) y capacidad (Faradios) de su línea de transmisión.

enlace enlace

Para responder al problema de:

  

¿Eso significa que el material del alambre no tiene tanta importancia (cobre, plata, aluminio, etc.)?

La velocidad de propagación de la radiación electromagnética en cualquier medio viene dada por

\ $ v = \ frac {1} {\ sqrt {\ varepsilon _0 \ varepsilon _r \ mu _0 \ mu _r}} \ $

Donde:

\ $ \ varepsilon _0 \ $ = permitividad del espacio libre = 8.854 pF / meter

\ $ \ varepsilon _r \ $ = permitividad relativa del medio (el dieléctrico)

\ $ \ mu _0 \ $ = permeabilidad del espacio libre = 4 \ $ \ pi \ $ \ $ \ cdot 10 ^ {- 7} \ $ Henries / meter

\ $ \ mu _r \ $ la permeabilidad relativa del medio (el conductor).

Como la permeabilidad relativa y la permitividad para el espacio libre son 1, la velocidad de propagación electromagnética en el espacio libre es:

\ $ c = \ frac {1} {\ sqrt {\ varepsilon _0 \ mu _0}} \ $

Muchos conductores metálicos tienen un permeabilidad relativa de cerca de la unidad y por lo tanto \ $ \ mu _0 \ mu _r \ $ se reduce a \ $ \ mu _0 \ $; es decir, la permeabilidad del conductor no tiene ninguna consecuencia para la velocidad de la señal. El cobre, por ejemplo, tiene \ $ \ mu _r \ $ = 0.999994 (6 ppm de espacio libre y, por lo tanto, intrascendente en la mayoría de los casos).

Si está utilizando un conductor ferromagnetic que tiene una alta permeabilidad relativa, como Como Nickel entonces sí tiene un impacto significativo en la velocidad de propagación de la señal.