Calculadora de Impedancia Coaxial
Fórmula de Impedancia de Cable Coaxial
La impedancia característica no es la resistencia física del cable, sino la impedancia dinámica que encuentra una señal al viajar a través de él. Depende de la geometría del cable y del material aislante. La fórmula es:
| Variable | Significado |
|---|---|
| \(Z_0\) | Impedancia característica, en Ohmios (\(\Omega\)) |
| \(D\) | Diámetro interior del conductor exterior |
| \(d\) | Diámetro del conductor interior |
| \(\epsilon_r\) | Permitividad relativa (constante dieléctrica) del aislante |
Nota: La fórmula se basa en una función logarítmica donde D y d deben estar en las mismas unidades.
Cómo Usar la Calculadora - Guía Paso a Paso
Para obtener resultados precisos, debe medir con exactitud el diámetro del conductor interno (d) y el diámetro interior del blindaje exterior (D). Consulte el siguiente diagrama:
También debe ingresar la permitividad relativa (εᵣ) del material aislante del cable. Aquí hay una tabla de valores comunes:
| Material | Permitividad Relativa |
|---|---|
| Aire | \(\epsilon_r = 1.0\) |
| Polietileno Expandido (Foam) | \(\epsilon_r = 1.6\) |
| PTFE (Teflón) | \(\epsilon_r = 2.1\) |
| Polietileno | \(\epsilon_r = 2.3\) |
| PVC | \(\epsilon_r = 3.0\) |
Tipos Comunes de Cables Coaxiales e Impedancias
Aquí hay una tabla de cables coaxiales comunes con su impedancia estándar y aplicaciones típicas:
| Tipo de Cable | Impedancia | Aplicación Común |
|---|---|---|
| RG-6 | \(75\ \Omega\) | Televisión por Cable, TV Satelital |
| RG-58 | \(50\ \Omega\) | Radioafición, WiFi, Equipos de Prueba RF |
| RG-59 | \(75\ \Omega\) | Videovigilancia CCTV, Video Analógico |
| RG-213 | \(50\ \Omega\) | Transmisión RF de Alta Potencia, Comunicaciones |
| LMR-400 | \(50\ \Omega\) | Comunicaciones Inalámbricas, GPS, Redes Celulares |
Preguntas Frecuentes (FAQ)
Los 50 Ohmios se consideran la impedancia ideal para aplicaciones de RF de alta potencia, ya que proporcionan un buen equilibrio entre la capacidad de manejo de potencia y las bajas pérdidas. Los 75 Ohmios se consideran ideales para transmitir señales de video (como CATV y satélite) porque minimizan la atenuación de la señal.
La resistencia es la oposición que encuentra la corriente continua (DC). La impedancia, por otro lado, es la oposición total a las señales de corriente alterna (AC), que incluye tanto la resistencia como la reactancia (causada por la capacitancia y la inductancia). En un cable coaxial, la impedancia es una propiedad de las señales AC.
Cuando la impedancia de la fuente, el cable y la carga coinciden, la energía de la señal se transfiere con la máxima eficiencia. Si hay un desajuste de impedancia, parte de la energía de la señal se reflejará hacia la fuente, lo que provocará pérdida de señal (pérdida de retorno) y ondas estacionarias.
Cálculo de impedancia coaxial desde geometría y dieléctrico
Una calculadora coaxial estima la impedancia característica de una línea TEM uniforme e ideal a partir de la geometría y la permitividad relativa; no calcula la resistencia continua ordinaria. Con diámetro del conductor interior d, diámetro interior del blindaje D y dieléctrico homogéneo, una relación sin pérdidas es Z0 = 60 / √εr × ln(D/d). Ambos diámetros deben emplear la misma unidad, D debe superar a d y εr debe representar material y frecuencia. El cable real puede diferir por espuma, conductor trenzado, forma del blindaje, metalizado, excentricidad, pérdidas, conectores y tolerancias.
- Asignación de diámetros coaxiales: introduzca diámetro exterior del conductor central e interior del blindaje, no camisa ni exterior del blindaje.
- Relación geométrica sin unidad: convierta ambas medidas a una unidad antes de
D/dy rechace valores nulos, negativos o invertidos. - Selección de permitividad dieléctrica: use permitividad relativa efectiva para dieléctrico sólido, espumado o mixto a la frecuencia y temperatura.
- Aplicación del modelo TEM: trate la ecuación como estimación uniforme, no como modelo de transiciones, conectores, blindaje dañado o modos superiores.
- Contraste de la impedancia: compare con tolerancia del fabricante o TDR calibrado y estudie las discontinuidades por separado.
