Línia de transmissió
From Wikipedia, the free encyclopedia
Una línia de transmissió és una estructura material utilitzada per dirigir la transmissió d'energia en forma d'ones electromagnètiques, comprenent el tot o una part de la distància entre dos llocs que es comuniquen.
- Aquest article es refereix a la línia de transmissió de comunicacions. Per a informació sobre línies de transmissió utilitzades en les xarxes de transmissió i distribució elèctrica, vegeu Transmissió d'energia elèctrica.
D'ara endavant utilitzarem la denominació de línies de transmissió exclusivament per a aquells mitjans de transmissió amb suport físic, susceptibles de guiar ones electromagnètiques en mode TEM (mode transversal electromagnètic). Una manera TEM es caracteritza pel fet que tant el camp elèctric, com el camp magnètic que formen l'ona són perpendiculars a la direcció en què es propaga l'energia; sense existir, per tant component dels camps en la direcció axial (direcció en què es propaga l'energia).
Perquè hi hagi propagació energètica en mode TEM, cal que hi hagi almenys dos conductors elèctrics i un medi dielèctric entre ambdós (que pot fins i tot ser aire o buit). Exemples de línies de transmissió són la línia bifilar, el cable coaxial, i línies planars com ara la stripline, la microstrip…
Quan el mode de propagació és TEM, es poden definir, sense ambigüitat, tensions i corrents, i l'anàlisi electromagnètic de l'estructura (estudi de camps) no es fa imprescindible, i és possible una representació circuital amb paràmetres distribuïts, tal com aquí es tracta amb posterioritat.
Així podem dir que el model circuital equivalent d'un tram de línia de transmissió ideal de longitud infinitesimal dz està compost per una bobina sèrie que representa l'autoinducció L de la línia de transmissió per unitat de longitud (mesura en H/m), i un condensador en paral·lel per a modelar la capacitat per unitat de longitud C de dimensions F/m
Quan la línia de transmissió introdueix pèrdues, deixa de tenir un caràcter ideal i és necessari ampliar l'equivalent circuital anterior afegint dos nous elements: una resistència sèrie R, que caracteritza les pèrdues òhmica per unitat de longitud generades per la conductivitat finita dels conductors, i que es mesura en Ω/m, i una conductància en paral·lel G, amb dimensions de S/m (o Ω-1m-1), per a representar les pèrdues que es produeixen en el material dielèctric per una conductivitat equivalent no nul, la qual que dona lloc al circuit equivalent de la figura següent:
Les equacions que regeixen V (z) i I (z) amb dependència harmònica amb el temps en una línia de transmissió són les següents: