Calculadora de Impedância Coaxial
Fórmula da Impedância do Cabo Coaxial
A impedância característica não é a resistência física do cabo, mas a impedância dinâmica encontrada por um sinal que viaja através dele. Depende da geometria do cabo e do material isolante. A fórmula é:
| Variável | Significado |
|---|---|
| \(Z_0\) | Impedância característica, em Ohms (\(\Omega\)) |
| \(D\) | Diâmetro interno do condutor externo |
| \(d\) | Diâmetro do condutor interno |
| \(\epsilon_r\) | Permissividade relativa (constante dielétrica) do isolante |
Nota: A fórmula é baseada em uma função logarítmica onde D e d devem estar nas mesmas unidades.
Como usar a calculadora - Guia Passo a Passo
Para resultados precisos, você precisa medir com exatidão o diâmetro do condutor interno (d) e o diâmetro interno da malha externa (D). Consulte o diagrama abaixo:
Você também precisa inserir a permissividade relativa (εᵣ) do material isolante do cabo. Aqui está uma tabela de valores comuns:
| Material | Permissividade Relativa |
|---|---|
| Ar | \(\epsilon_r = 1.0\) |
| Polietileno Expandido (Foam) | \(\epsilon_r = 1.6\) |
| PTFE (Teflon) | \(\epsilon_r = 2.1\) |
| Polietileno | \(\epsilon_r = 2.3\) |
| PVC | \(\epsilon_r = 3.0\) |
Tipos de Cabos Coaxiais e Impedâncias Comuns
Abaixo, uma tabela de cabos coaxiais comuns com sua impedância padrão e aplicações típicas:
| Tipo de Cabo | Impedância | Aplicação Comum |
|---|---|---|
| RG-6 | \(75\ \Omega\) | TV a Cabo, TV via Satélite |
| RG-58 | \(50\ \Omega\) | Rádio Amador, WiFi, Equipamentos de Teste RF |
| RG-59 | \(75\ \Omega\) | CFTV (Vigilância), Vídeo Analógico |
| RG-213 | \(50\ \Omega\) | Transmissão RF de Alta Potência, Comunicações de rádio |
| LMR-400 | \(50\ \Omega\) | Comunicações Sem Fio, GPS, Redes Celulares |
Perguntas Frequentes (FAQ)
50 Ohms é considerada a impedância ideal para aplicações de RF de alta potência, pois oferece um bom equilíbrio entre capacidade de manuseio de potência e baixa perda. 75 Ohms é ideal para transmitir sinais de vídeo (como CATV) porque minimiza a atenuação do sinal.
A resistência é a oposição encontrada pela corrente contínua (DC). A impedância, por outro lado, é a oposição total aos sinais de corrente alternada (AC), que inclui tanto a resistência quanto a reatância (causada por capacitância e indutância).
Quando as impedâncias da fonte, do cabo e da carga estão casadas, a energia do sinal é transferida com máxima eficiência. Se houver um descasamento, parte da energia será refletida de volta para a fonte, causando perda de sinal e ondas estacionárias.
Cálculo da impedância coaxial pela geometria e pelo dielétrico
Uma calculadora coaxial estima a impedância característica de uma linha TEM ideal e uniforme a partir da geometria e da permissividade relativa; ela não calcula a resistência comum em corrente contínua. Com diâmetro externo d do condutor central, diâmetro interno D da blindagem e dielétrico homogêneo, uma relação sem perdas é Z0 = 60 / √εr × ln(D/d). Os diâmetros devem usar a mesma unidade, D deve ser maior que d e εr deve representar material e frequência. Cabo real difere por espuma, fios trançados, forma da blindagem, revestimento, excentricidade, perdas, conectores e tolerâncias.
- Mapeamento dos diâmetros coaxiais: informe o exterior do condutor central e o interior da blindagem, não a capa ou o exterior da blindagem.
- Relação geométrica sem unidade: converta ambas as medidas antes de
D/de rejeite zero, negativos ou valores invertidos. - Seleção da permissividade dielétrica: use a permissividade relativa efetiva do sólido, espuma ou mistura na frequência e temperatura.
- Aplicabilidade do modelo TEM: trate a equação como estimativa uniforme, não de transições, conectores, blindagem danificada ou modos superiores.
- Conferência por medição: compare com tolerância do fabricante ou TDR calibrado e analise descontinuidades separadamente.
