OEM Practica 2

8/16/2019 OEM Practica 2

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ONDAS ELECTROMAGNETICAS GUIADAS___________________________________________________

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PRACTICA 2

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“INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL”

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA YELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

“ONDAS ELECTROMAGNETICAS GUIADAS”

“PRACTICA 2. RESONANCIA EN UNA LINEA DE

TRANSMISION”

VALVERDE JIMÉNEZ ULISES YOSAFATALBARRAN ALANIS OMAR

GRUPO 4105




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MARCO TEORICO.

LÍNEAS DE TRANSMISIÓN.

A diferencia de los ejemplos tratados en el Análisis de Circuitos, en las Líneas de Transmisión (LT) se

manejan normalmente tensiones y corrientes con longitudes de onda pequeñas en relación a la longitudtotal de la línea empleada. Esto implica un tratamiento diferente para las tensiones y corrientes,

involucrando una nueva variable que es la posición a lo largo de la línea.

En principio se hará relevante una atenuación de la señal a medida que ésta se propaga a lo largo de la

línea y de la misma manera existirá una también una modificación de la fase. Ambos elementosdependerán de las características físicas de la LT y de la frecuencia empleada.

La LT presenta una Impedancia Característica (Z0), y los elementos comentados anteriormente

representarán la única complicación si la línea está terminada en una impedancia terminal (ZT) igual ala de la LT. Esta condición define el concepto de línea acoplada.

Para otras condiciones (Z0 distinta de ZT), existirán ondas que se reflejarán desde la carga hacia elgenerador e interactuarán con las ondas transmitidas. Esto dará lugar a un efecto denominado "onda

estacionaria".

Los nuevos elementos para este caso de líneas "desacopladas" son el Coeficiente de Reflexión y la

Relación de Onda Estacionaria de Tensión (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio).

El objetivo de ingeniería implica conocer los métodos y realizar los cálculos necesarios para lograr queuna línea desacoplada se comporte como una línea sin reflexiones, logrando así un uso eficiente de la

misma en la transmisión de señales de información o de potencia.

POSTULADOS.-

El estudio de las líneas de transmisión uniformes se basa en el análisis de circuitos con coeficientesdistribuidos, por unidad de longitud, el cual se deriva de aplicar las leyes básicas del análisis de

circuitos eléctricos a sistemas descritos por los siguientes postulados:

Postulado 1.- El sistema o línea uniforme consiste de dos conductores rectos y paralelos.

El adjetivo "uniforme" significa que los materiales, dimensiones y sección transversal de la línea y el

medio que la rodea, permanecen constantes en todo el trayecto. Típicamente en un extremo se conecta

una fuente de señal y en el otro una carga, como se muestra:




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Figura 1.- Representación de una Línea de Transmisión.

No significa que los dos conductores sean del mismo material o tengan la misma forma en su sección

transversal. El análisis es válido para un conductor de cualquier material y sección transversal que

actúe junto con otro conductor con diferentes características, o para un alambre paralelo a cualquier plano conductor o banda (pista de circuito impreso).

Algunas secciones transversales de conductores usados en ingeniería se muestran:

Figura 2.- Secciones transversales de varias líneas de transmisión prácticas.

En general, las torsiones o curvaturas en una línea de transmisión violan el postulado de "uniformidad"

y crean efectos no explicables por la teoría de circuito distribuido. Lo mismo sucede con cualquier

discontinuidad en la línea, tal como el punto de conexión entre dos líneas uniformes que difierenfísicamente en alguna forma.

Postulado 2.- Las corrientes en los conductores de la línea fluyen únicamente en la dirección de lalongitud de la línea.

Postulado 3.- En la intersección de cualquier plano transversal a los conductores de una línea detransmisión, las corrientes instantáneas totales en los dos conductores son iguales en magnitud, pero

fluyen en direcciones opuestas.

Postulado 4.- En la intersección de cualquier plano transversal a los conductores de la línea hay un

valor de diferencia de potencial único entre los conductores, en cualquier instante, que es igual a la

integral del campo eléctrico a lo largo de todas las trayectorias en el plano transversal, entre cualquier

punto sobre la periferia de uno de los conductores y cualquier punto sobre la periferia del otro.




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Postulado 5.- El comportamiento eléctrico de la línea se describe completamente por cuatro

coeficientes del circuito eléctrico distribuido, cuyos valores por unidad de longitud de la línea son

constantes en cualquier parte de esta. Estos coeficientes de circuito eléctrico son resistencias einductancias uniformemente distribuidas, como elementos de circuito, en serie a lo largo de la línea,

junto con capacitancias y conductancias uniformemente distribuidas, como elementos de circuito, en

paralelo a lo largo de la línea.

Definiciones de los Coeficientes.-

Los símbolos para éstos son: R, L, G y C, cuyas definiciones son:

R.- Resistencia total en Serie de la línea por unidad de longitud, incluyendo ambos conductores.

Unidades: Ohms/metro.

L.- Inductancia total en Serie de la línea por unidad de longitud, incluyendo la inductancia debida al

flujo magnético interno y externo a los conductores de la línea. Henrios/metro.

G.- Conductancia en paralelo de la línea por unidad de longitud. Es una representación de las pérdidasque son proporcionales al cuadrado de la tensión entre los conductores o al cuadrado del campo

eléctrico en el medio. Generalmente G representa una pérdida interna molecular de los materialesaislantes dieléctricos. Siemens/metro.

C.- Capacidad en paralelo de la línea por unidad de longitud. Farads/metro.

Nota.- Los símbolos definidos tienen diferentes significados y dimensiones que los empleados en el

análisis de circuitos eléctricos. En el caso de las líneas de tx, tratadas como redes de dos puertos conlongitudes no despreciables, dichos símbolos representan resistencia, inductancia, etc, por unidad delongitud.

RESONANCIA ELÉCTRICA

La resonancia en Electricidad es un fenómeno que se produce en un circuito en el que existen

elementos reactivos (bobinas y condensadores) cuando es recorrido por una corriente alterna de

una frecuencia tal que hace que la reactancia se anule, en caso de estar ambos en serie o se hagamáxima si están en paralelo..

Circuito con L y C en serie

Así en un circuito serie, compuesto únicamente por bobinas y condensadores su impedancia será

siendo Xs la reactancia del conjunto, tendrá por valor:

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductor



http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_%28el%C3%A9ctrico%29



http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna



http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia



http://es.wikipedia.org/wiki/Reactancia



http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_serie



http://es.wikipedia.org/wiki/Impedancia













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debe existir un valor ω tal que haga nulo el valor de Xs, este valor será la pulsación de resonancia delcircuito a la que denominaremos ω0.

Si Xs es nula, entonces

Si tenemos en cuenta que

La frecuencia de resonancia f0 será

Circuito con L y C en paralelo

En un circuito compuesto únicamente por bobina y condensador en paralelo la impedancia del

conjunto (Zp) será la combinada en paralelo de ZL y ZC

Siendo Xp la reactancia del conjunto, su valor será:

Estudiando el comportamiento del conjunto para distintos valores de ω tenemos:

ω = 0 Xp = 0

ω < ω0 Xp > 0 ===> Comportamiento inductivo

ω0² L C = 1 Xp = ∞

ω > ω0 Xp < 0 ===> Comportamiento capacitivo

ω = ∞ Xp = 0

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_paralelo







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Luego f0 será:

Siendo f0 la denominada frecuencia de antirresonancia a la cual la impedancia se hace infinita.

Donde L es la inductancia de la bobina expresada en henrios y C es la capacidad del capacitor

expresada en faradios




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PROCEDIMIENTO




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CALCULOS:

CONCLUSIONES:

BIBLIOGRAFÍA (APOYO):- http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_el%C3%A9ctrica

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