Capacidad Por Unidad De Longitud

Capacidad por unidad de longitud en una línea de transmisión formada por dos conductores cilíndricos
Líneas de transmisión
Una línea de transmisión es un sistema de conductores metálicos para transferir energía eléctrica de un
punto a otro. En forma más específica, una línea consiste en dos o más conductores separados por un aislador, como por ejemplo un par de alambres o un sistema de paresde alambres. Una línea de transmisión
puede tener desde unas pocas pulgafdas hasta varios miles de millas de longitud. Se pueden usar las líneas de
transmisión para propagar corriente contínua y corriente alterna de baja frecuencia, como la corriente
eléctrica de 60 ciclos y las señales de audio; también se pueden usar para propagar frecuencias muy altas,
como las señales de frecuenciaintermedia y de radiofrecuencia. Cuando propagan señales de baja frecuencia,
el comportamiento de una línea de transmisión es bastante sencillo y muy predecible; sin embargo, cuando
propagan señales de alta frecuencia se complican las características de las líneas de transmisión, y su comportamiento es algo especial.
Las líneas de transmisión de conductores paralelos son adecuados para aplicaciones enbaja frecuencia. Sin
embargo, con las altas frecuencias aumentan demasiado sus pérdidas por radiación y en dieléctrico, así como
su susceptibilidad a la interferencia externa. Por lo anterior, se usan mucho los conductores coaxiales en
aplicaciones de alta frecuencia, para reducir las pérdidas y para aislar las trayectorias de transmisión. El
cable coaxial básico consiste en un conductorcentral rodeado por un conductor externo concéntrico, a
distancia uniforme del centro. A frecuencia de trabajo relativamente altas, el conductor externo coaxial
proporciona un excelente blindaje contra la interferencia externa. Sin embargo, no es económico usar un
blindaje con frecuencias relativamente bajas. También, casi siempre el conductor externo de un cable coaxial se conecta a tierra, y esolimita su empleo a aplicaciones desbalanceadas o asimétricas.
Las características de una línea de transmisión están determinadas por sus propiedades eléctricas, como por
ejemplo la conductividad de los alambres y la constante dieléctrica del aislamiento, y de sus propiedades
físicas, como diámetro del alambre y distancia entre conductores. Estas propiedades, a su vez, determinan las
constanteseléctricas primarias: resistencia de corriente contínua en serie (R), inductancia en serie (L), capacitancia en paralelo (C) y conductancia en paralelo (G). A lo largo de la línea hay resistencia e inductancia,
mientras que entre los dos conductores se desarrollan capacitancia y conductancia. Las constantes primarias
se distribuyen uniformemente en toda la longitud de la línea y, enconsecuencia, se le llama parámetros
distribuídos. Para simplificar el análisis, los parámetros distribuídos se agrupan entre sí por unidad de longitud, para formar un modelo eléctrico artificial de la línea. Por ejemplo, la resistencia en serie se especifica en
general en ohms por unidad de longitud (por ejemplo, ohms por metro).
Campo eléctrico en un conductor cilíndrico

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Capacidad por unidad delongitud en una línea de transmisión formada por dos conductores cilíndricos.nb

La Figura 1 muestra una sección de una línea infinita de carga de densidad lineal de carga (carga por uniadd
de longitud) constante l =

dq
.
ds

Deseamos calcular el campo eléctrico a una distancia r de la línea. El prob-

lema tiene una simetría cilíndrica y así, por tratarse de una superficie gaussiana,elegimos un cilindro circular de radio r y longitud h, cerrado en cada extremo por tapas planas perpendiculares al eje. El campo eléctrico (E) es constante sobre la superficie cilíndrica y perpendicular a la superficie. El flujo de E a través de
esta supercie es E2 p r h, donde 2 p r h es el área de la superficie. No hay un flujo a través de las tapas
circulares porque E es aquí paralelo a...