Velocidad de la señal a través de diferentes materiales

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Me han dicho que las señales son transmitidas por ondas electromagnéticas causadas por cargas oscilantes, y que esta acción se produce de una manera similar a cómo las bolas de billar interactúan entre sí.

Me pregunto si también es similar a cómo las ondas de sonido viajan por el aire. Llevando este otro paso más allá, las ondas sonoras viajan más rápido en aire denso y frío. ¿Las señales electromagnéticas viajan más rápido a través de cables conductores que a través del aire? Como me imagino, las partículas cargadas involucradas se espaciarían más de cerca.

    
pregunta mosfet386

2 respuestas

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Hay una serie de sutilezas a esto. Cuando se consideran las ondas electromagnéticas, es un error centrarse en las propiedades del conductor. Lo que controla la velocidad de la onda es la naturaleza del medio dieléctrico en el que viaja la onda, en su caso. Las ondas electromagnéticas no requieren ningún medio. Viajan libremente en el espacio u otro vacío.

En el cable coaxial, el dieléctrico es el aislamiento entre el cable central y el blindaje. En una línea de transmisión paralela (por ejemplo, cable de doble vía), el dieléctrico es aire y cualquier material que se encuentre entre los conductores. En una placa de circuito, el dieléctrico es una mezcla de aire y el material de la placa de circuito para trazas en las capas externas (superior e inferior). Para trazas enterradas entre los planos de tierra y de potencia, el dieléctrico es solo el material de la placa de circuito.

En vacío o espacio, no hay dieléctrico. En el aire, el aire es el dieléctrico.

En las guías de ondas, el aire es el dieléctrico, a menos que se evacue la guía de ondas, lo que a veces se hace para señales de alta potencia. Pero en las guías de ondas, la onda electromagnética rebota de manera efectiva hacia abajo y hacia abajo en la guía de ondas. Entonces, aunque el dieléctrico es aire, la señal se propaga más lentamente que una señal que se irradia normalmente a través del aire.

Para aire, vacío o espacio, puede tomar la velocidad para ser la velocidad de la luz, aproximadamente 299 millones de metros por segundo. En un cable coaxial realmente depende del tipo de aislamiento. A menudo es alrededor del 60 al 80 por ciento de la conocida velocidad de la luz. En placas de circuito, es de alrededor de 150 millones de metros por segundo para rastros enterrados, y un poco más rápido para rastros de superficie.

Hablando en términos prácticos, la velocidad de la luz está determinada por la constante dieléctrica relativa del medio. Esta constante dieléctrica no es necesariamente la misma para todas las longitudes de onda. En otras palabras, cuando la radiación pasa a través de un dieléctrico, puede distorsionarse de tal manera que ciertas longitudes de onda se retrasen más o menos que otras.

Puedes leer sobre el "factor de velocidad" aquí: enlace

    
respondido por el mkeith
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la onda electromagnética en el éter viaja a la velocidad de la luz. En los medios, la constante dieléctrica específica juega un papel importante: v = c / sqrt (epsilon_r), por lo tanto si eplilon_r es mayor que 1.0 (aire), la velocidad de la onda EM se reduce.

    
respondido por el Marko Buršič

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