¿Por qué desaparece la capacidad en una línea cuando se termina correctamente?

Depende de lo que entiendas por "capacitancia". Si te refieres a dos conductores separados por dieléctrico, por supuesto que no.

Sin embargo, si te refieres a 'se comporta como un condensador', entonces sí.

a) Si toma (por ejemplo) un resistor de alto valor de una fuente de alimentación y lo conecta a un capacitor, el voltaje comenzará a 0v y aumentará lentamente.

b) Si toma la misma resistencia y suministro, y la conecta a una resistencia de 50 ohmios, la tensión saltará tan pronto como se conecte a un valor determinado por la relación de la resistencia, y permanecerá allí.

c) Si toma la misma resistencia y suministro, y la conecta a cualquier longitud de línea de 50 ohmios terminada con una resistencia de 50 ohmios , se comportará como (b).

d) Aquí es donde se pone interesante. Si toma la misma resistencia y suministro, y la conecta a una línea de transmisión de 50 ohmios con circuito abierto, entonces se comportará como (b), al principio. El voltaje sube a un valor de 50ohm, y permanece allí. Permanece allí mientras la onda de voltaje se desplaza a lo largo de la línea y permanece allí mientras la onda de reflexión viaja hacia atrás. Cuando la onda de reflexión vuelve al extremo de la resistencia, los voltajes se agregan y se producen más reflexiones. A medida que los reflejos viajan de un lado a otro, surge el comportamiento "capacitivo". Aquí es donde necesita encontrar un video tutorial sobre las líneas de transmisión.

Entonces, ¿por qué es diferente de (c)? Cuando la onda viajera golpeó la resistencia de terminación, no se reflejó. Todo dejó de cambiar, con una corriente continua que fluye a través de la resistencia de alto valor, a lo largo de la línea y a través de la resistencia de terminación.

e) ¿Qué sucede si la línea está cortocircuitada al final? En cuanto a (d), excepto cuando las reflexiones se acumulan, surge un comportamiento "inductivo".

Para que pueda ver que el comportamiento 'normal' de una línea de transmisión es resistivo. Es solo después del tiempo que toma la velocidad de la luz hacer varios viajes a lo largo de la línea que emerge el comportamiento capacitivo o inductivo. Como el tiempo para que este comportamiento se acumule depende de la longitud de la línea, también lo hace la capacitancia o inductancia efectiva también depende de la longitud de la línea.

Sí, una línea se vuelve resistiva cuando se termina adecuadamente siempre que la frecuencia de operación sea superior a ~ 1 MHz y por debajo de unos pocos GHz.

En realidad, es la inductancia y la capacitancia que juntas parecen una resistencia óhmica real casi perfecta cuando se termina la línea. Es bastante simple de probar a partir de la ecuación de la impedancia característica para una línea. Para cualquier línea (coaxial, cables paralelos, par trenzado, etc.), la impedancia característica (Z0) es: -

Z0 = \ $ \ sqrt {\ dfrac {R + j \ omega L} {G + j \ omega C}} \ $

Donde R, L, C y G son los valores "por metro" de resistencia en serie, inductancia en serie, capacitancia en derivación y conductancia en derivación.

A una frecuencia suficientemente alta, R y G se reducen en comparación con jwl y jwC, por lo que la ecuación se simplifica a

Z0 = \ $ \ sqrt {\ dfrac {L} {C}} \ $

Usted ve que no hay un término de frecuencia y esto hace que las unidades de resistencia pura Z0. Recuerde que esto solo funciona cuando una línea se termina correctamente.

SECCIÓN EDITADA - Considere una pieza infinitamente larga de cable coaxial de 50 ohmios - no puede haber reflejo desde el extremo lejano (ya sea que esté terminado correctamente o no) y esto significa que, para siempre, el final del cable coaxial que Puedes probar que se verá como una resistencia de 50 ohmios.

Se dice que la capacitancia [distribuida] desaparece en el sentido de que no hay ondas estacionarias cuando una línea de transmisión termina en una resistencia que es igual a la impedancia característica de la línea. En ese caso, V e I a lo largo de la línea se ven como en la 1ª (o 2ª) gráfica [s] a continuación, es decir, siempre están en fase. La diferencia entre estos dos primeros es si la línea tiene pérdidas por resistencia. Esta es la "magia" de la que Horowitz está hablando, es decir, V y I a lo largo de la línea parecen como si la línea fuera puramente resistiva cuando se termina correctamente.

Puede ver que en los gráficos subsiguientes V e I a lo largo de la línea nunca están siempre en fase (es decir, hay un efecto capacitivo / inductivo), incluso si la línea termina con una resistencia, pero tiene un valor diferente al de la línea. La impedancia característica. Además, en todos los gráficos, pero los dos primeros, hay mínimos y máximos a lo largo de la línea. Es estos mínimos y máximos de los que Horowitz estaba hablando (en el caso de un cable abierto) anterior a su "magia "comentario. Más precisamente, estaba hablando de cómo variar la frecuencia de la señal del generador en diferentes amplitudes medidas en el extremo más alejado del cable, lo que no es difícil de ver en el tercer gráfico a continuación. Luego habla sobre cómo agregar un terminador coincidente hace que la señal vuelva a cero desde [a] cero como si sucediera magia.

Loscálculosquepruebanqueestosucede("por qué") son un poco complicados. Le sugiero que consulte un [ny] libro de texto que trata sobre líneas de transmisión, incluyendo el del cual prestado esta imagen En realidad, Wikipedia también tiene las derivaciones , pero no es la presentación matemáticamente más clara que he visto (y sus ilustraciones en este caso son bastante mediocre).