Antenas

OBJETIVOS

1. Medición de la atenuación de cables coaxiales.

2. Mediciones de inductancia “L”, capacitancia del cable coaxial “C”.

3. Medición del efecto Skin.

4. Mediciones de la resistencia “R” del cable coaxial.

5. Calculo de la conductancia del cable coaxial “G”.

MATERIALES Y EQUIPOS
* Generador de radiofrecuencia Vg
* Voltímetro de RF
* CableCoaxial de Longitud 10m
* Resistencia de carga RL=50Ω (Usamos 1kΩ ya que el cable tomaba mucha potencia y no podíamos medir la atenuación)

FUNDAMENTO TEORICO
MEDICIÓN DE LA ATENUACIÓN DE CABLES COAXIALES

Un cable coaxial tiene muchas aplicaciones, una de ellas es conectar el transmisor de radiofrecuencia a una antena. Cuando un cable coaxial es usado como un conductor de ondas de radiofrecuencias RF, se dice también que es una línea de transmisión, y en tales circunstancias la transferencia máxima de la energía entre el transmisor y la antena solamente tiene lugar cuando todos los elementos de circuito corresponden a la misma impedancia (Teorema de la máxima potencia). En equipos de comunicación esa impedancia usualmente es 50Ω, hay cables de 75Ω dependiendo de las aplicaciones. Sicolocamos un cable de diferente impedancia característica, con respecto a la carga, parte de la señal de radio (energía) se reflejara hacia el transmisor introduciendo perdidas adicionales.
¿Qué es la Atenuación?
Atenuación (dB/m): Es la pérdida de potencia, a una determinada frecuencia, expresada generalmente en decibel cada 100 metros. Varía con el tipo de material empleado y con la geometríadel cable, incrementándose al aumentar la frecuencia.
¿Qué es el Efecto Skin?
En corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro. Este fenómeno se conoce como efecto pelicular o efecto Kelvin. Este fenómeno hace que la resistencia efectiva o de corrientealterna sea mayor que la resistencia óhmica-arochiana o de corriente elevada. Este efecto es el causante de la variación de la resistencia eléctrica, en corriente alterna, de un conductor debido a la variación de la frecuencia de la corriente eléctrica que circula por éste.
El efecto pelicular se debe a que la variación del campo magnético () es mayor en el centro, lo que da lugar auna reactancia inductiva mayor, y, debido a ello, a una intensidad menor en el centro del conductor y mayor en la periferia.

Este efecto es apreciable en conductores de grandes secciones, especialmente si son macizos. Aumenta con la frecuencia, en aquellos conductores con cubierta metálica o si están arrollados en un núcleo ferromagnético.

En frecuencias altas los electrones tienden a circular por la zonamás externa del conductor, en forma de corona, en vez de hacerlo por toda su sección, con lo que, de hecho, disminuye la sección efectiva por la que circulan estos electrones aumentando la resistencia del conductor.
Este fenómeno es muy perjudicial en las líneas de transmisión que conectan dispositivos de alta frecuencia (por ejemplo un transmisor de radio con su antena).

Si la potencia eselevada se producirá una gran pérdida en la línea debido a la disipación de energía en la resistencia de la misma.
También es muy negativo en el comportamiento de bobinas y transformadores para altas frecuencias, debido a que perjudica al factor Q de los circuitos resonantes al aumentar la resistencia respecto a la reactancia.

Una forma de mitigar este efecto es el empleo en las líneas y en losinductores del denominado hilo de Litz, consistente en un cable formado por muchos conductores de pequeña sección aislados unos de otros y unidos solo en los extremos. De esta forma se consigue un aumento de la zona de conducción efectiva.

PROCEDIMIENTO

1.1. Realizar el siguiente circuito:

1.2. Ajustamos el generador de RF para proveer 1V, y movimos el dial para diferentes...