Líneas de Transmisión

Lineas de trasmisión
Cuando se necesita conectar un generador a una carga, es preciso utilizar
conductores eléctricos para tal fin.
En términos generales, estos conductores se denominan línea de trasmisión.
Dado que un par de conductores posee resistividad, inductancia y capacitancia mutua,
puede representarse este conjunto como un cuadripolo con impedancias equivalentes,
que puedeestudiarse como un circuito “T” o un circuito “π”.

Esto implica que, cuando los valores de
impedancia equivalente de esta línea de
trasmisión
son
significativos,
el
comportamiento de dicha línea es tal que
la tensión aplicada en un extremo (Vin)
diferirá tanto en magnitud como en fase
de la tensión presente en el otro extremo
(Vout).

Atenuación de la línea
Dada una línea de trasmisión, ala cual se le conecta una impedancia de carga (ZL), si
se aplica en el otro extremo una tensión (Vin), la tensión sobre la carga será por lo
general de menor magnitud, en función de las pérdidas que introduce la línea.
Esto se denomina atenuación de
la línea y se define como:
Att = Vin/Vout
La atenuación es el cociente entre
dos tensiones, por tanto es un
número adimensional.
Es comúnexpresar la atenuación en decibeles (dB), siendo esta una representación
logarítmica de la definición anterior.
Así, tenemos:
Att(dB) = 20log (Vin/Vout)

Análisis de atenuación en líneas de trasmisión
La atenuación de una línea de trasmisión se calcula normalmente a partir de la
especificación del fabricante y de la longitud de la línea. Generalmente, las hojas de
datos nos proporcionan laatenuación de una línea determinada, para un cierto largo
específico.
Así, puede especificarse la atenuación por metro, por 100 metros o por pie.
En cualquier caso, debe recordarse que la atenuación total se calcula por el siguiente
procedimiento:
a) Cuando la atenuación se expresa en decibeles (dB), la atenuación total es igual a la
suma de las atenuaciones parciales. En el caso de contarcon la atenuación unitaria
(por metro, o pie, p. ej.), la atenuación total es el producto de la atenuación unitaria por
el largo de la línea.
Att total (dB) = Att unitaria (dB) x longitud
Ejemplo 1
Una línea de trasmisión tiene especificada una atenuación de 0.015 dB/metro.
Si se aplican 5 VRMS en un extremo de la misma, ¿Qué tensión aparecerá en el
extremo opuesto, si la línea tiene 400metros de longitud?
Solución
1) Calculamos la atenuación total de la línea:
Att(total) = Att(metro) x Longitud = 0.015 x 400 = 6 dB
2) Hallamos la tensión en la carga:
Att(dB) = 20 log (Vin/Vout)
6dB = 20 log (Vin/Vout)
6/20 = log (Vin/Vout)
0.3 = log (Vin/Vout)
Vin/Vout = 10 0.3
Vin/Vout = 2
5/Vout = 2
Vout = 5/2 = 2.5 V
Respuesta: La tensión en la carga será de 2.5 V RMS

a) Cuandola atenuación se expresa en veces (formato adimensional), la atenuación
total es igual al producto de las atenuaciones parciales. En el caso de contar con la
atenuación unitaria (por metro, o pie, p. ej.), la atenuación total es igual a la atenuación
unitaria elevada al valor del largo de la línea.
Att total = (Att unitaria) longitud
Ejemplo 2
Calcular la atenuación total de una línea de 300pies de largo, sabiendo que el
fabricante indica que dicha línea posee una atenuación de 1.002 veces por pie.
1) Att total = (Att unitaria) longitud
2) Att total = 1.002 300 = 1.82 veces
3) Si deseamos convertir ese valor en dB, sería:
Att total (dB) = 20 log 1.82 = 5.20 dB
4) También podríamos haber convertido la atenuación unitaria a dB:
Att unitaria (dB) = 20 log 1.002 = 0.01735 dB/pieY calcular luego la atenuación total con el procedimiento del ejemplo 1:
Att total (dB) = Att unitaria (dB) x longitud
Att total (dB) = 0.01735 x 300 = 5.20 dB

Tipos de líneas de trasmisión prácticas
Algunos de los tipos prácticos de las líneas de trasmisión son:
1) El par de cables trenzados, como los utilizados en telefonía y redes de datos.
2) El cable coaxial, como el utilizado para...