Sobre las lineas de transmisión

Sobre las líneas de transmisión
Las líneas de transmisión forman parte de un sistema. Empezaremos por definir esta última palabra. Un sistema está formado por varios objetos que se interaccionan entre sí, ensamblados en tal orden que permiten conseguir el objetivo deseado.
Consideremos un sistema de potencia eléctrico. Los objetos que componen el sistema son: fuente primaria de energía (gas,carbón, petróleo, caídas de agua, etc. caldera, turbina, alternador, dispositivos de medición, protección y control, transformadores, líneas de transmisión, interruptores, circuitos de distribución y dispositivos usados por los consumidores. El objetivo es entregar la energía eléctrica en la forma y cantidad que se demande, con la máxima eficiencia posible, a frecuencia y voltaje constantes.
Enun sistema de comunicaciones eléctricas, el objetivo deseado es entregar el mensaje con distorsión mínima y el mayor número posible de mensajes en un canal. Las partes que lo forman son: fuente del mensaje (una persona, una máquina o una cantidad física), un transductor que convierta el mensaje en energía eléctrica (micrófono), una fuente de energía a radio frecuencia (RF), un modulador (que alterala energía de RF de acuerdo con el mensaje), línea de transmisión, antena transmisora, medio transmisor, antena receptora, un receptor con un demodulador para extraer la información y un transductor para convertir el mensaje eléctrico en la forma usable en el lugar de recepción.
Así pues, notaremos que las líneas de transmisión se utilizan para guiar la energía eléctrica, como energía de 60 Hzpara uso doméstico o propósitos comerciales, o como energía modulada de un lugar a otro u otros para transmitir información.
Los medios por los que se transmite la energía eléctrica podemos dividirlos en tres grupos:
En líneas de transmisión (dos o más conductores).
En guías de ondas (un solo conductor hueco o dieléctrico sólido).
En el aire, radiada por antenas.
Siendo el tema central deeste libro las líneas de transmisión, expondremos su definición: es un sistema de dos o más conductores capaz de conducir potencia eléctrica o señales entre dos o más terminales.
Desde el punto de vista de aplicaciones, encontraremos que esta definición cubre un rango bastante amplio en niveles de potencia, frecuencia y modos de construcción.
1.1 BREVE HISTORIA DE LAS LINEAS DE TRANSMISIÓN.
Elprimer mecanismo que utilizó las líneas de transmisión y que requirió muy baja potencia para su funcionamiento fue el telégrafo, cuando Samuel Morse (Americano, 1791-1872) envió su primer mensaje público en 1844. Del telégrafo terrestre le siguió un cable submarino de 64 Km de longitud colocado a lo largo del Canal Inglés en 1851; posteriormente otro cable fue colocado a lo largo del Océano Atlánticoen 1866.
El teléfono, requiriendo un ancho de banda de frecuencia mayor, lo inventó años más tarde Alexander Graham Bell (Americano, nacido en Escocia, 1847-1922) quién lo patentó en 1876, complicando el análisis necesario en las líneas de transmisión. Poco después, gracias al desarrollo de generadores y motores, principalmente los polifásicos de inducción, inventados en 1886 por Nicolas Tesla,(Americano, nacido en Hungría, 1857-1943), la transmisión de energía vino a ser un objetivo comercial relevante, produciendo altos voltajes y altas corrientes con el consecuente desarrollo de los aisladores y los interruptores, haciendo importante la reducción de pérdidas en ese campo.
Marchese Guglielmo Marconi (Italiano, 1874-1937) con su radio envió señales (telegrafía sin hilos) a través delAtlántico a finales de 1901 (100 years of Communications Progress, lEEE Communications Magazine, Mayo 1984). En un principio no se utilizaron directamente las líneas de transmisión pero debido a las transmisiones de onda corta, secciones de línea físicamente pequeñas tales como conexiones o juntas de transmisores y antenas, eran eléctricamente largas a radio frecuencia (del orden de un cuarto de...