Parámetros eléctricos de la línea de transmisión

La identificación de los parámetros eléctricos se realizaron para las líneas coaxiales (RG 58,  RG 59) y bifilar plana.

Los parámetros eléctricos como son; resistencia (W/m) e inductancia (H/m) describen el conductor interno de la línea; además de estos existen la conductancia (S/m) y la capacidad (F/m), los cuales describen el aislamiento de la línea. La identificación de estos parámetros con su respectivo valor es de gran importancia debido a que hacen posible el desarrollo de las ecuaciones correspondientes a la teoría de ondas viajeras en las líneas de transmisión y de esta manera profundizar en el análisis de este fenómeno.

Medición de la resistencia en corriente directa.

La medición de la resistencia distribuida en corriente directa se realizó para las líneas coaxiales (RG 58, RG 59) y bifilar plana.

El método utilizado para la obtención del valor de este parámetro en estas líneas, fue el método U (tensión-corriente), mostrado en la figura 19, debido a que es el más apropiado en la medición de resistencias cuyo valor es mucho menor a la resistencia interna de un amperímetro. Luego con los valores de las lecturas arrojadas por los equipos de medición, se aplico la ley de OHM para determinar el valor aproximado de la resistencia interna de los conductores; que para el caso de la línea coaxial se refiere a la resistencia interna del conductor central y a la del blindaje, para la línea bifilar la resistencia interna equivalente corresponde a la suma de las resistencias internas de los dos conductores.

Método U - Simulación para medir los parámetros eléctricos de la linea coaxial.

En la realización de la medición de la resistencia interna por medio de este método se debe tener en cuenta que los contactos del voltímetro queden adentro de las terminales de la línea, para evitar medir la resistencia propia de estas terminales, evitando así alteraciones en la medición real.

Lecturas Obtenidas para la linea coaxial RG 59

se muestran las lecturas correspondientes al voltaje y la corriente respectivamente; con estas lecturas y aplicando la ley de Ohm se calculo el valor aproximado de la resistencia interna del conductor central para la línea RG 59, como se observa a continuación:

                                              

este valor corresponde a la resistencia interna del conductor central de la línea RG 59 cuya longitud es de 150 metros, por lo tanto a continuación se calcula el valor de la resistencia interna del conductor central correspondiente para cada metro de la línea.

                                          

Ahora se calcula la resistencia interna del conductor exterior ó blindaje, teniendo en cuenta el procedimiento anterior, con el cual se obtuvieron las siguientes mediciones:

El voltaje de alimentación tuvo un valor de 10V, la lectura del amperímetro fue de 1.87A y la lectura del voltímetro fue de 9.58V, teniendo en cuenta una longitud de 150m, se halla el valor aproximado de la resistencia interna distribuida del blindaje por cada metro de línea.

                                      

Luego la resistencia interna (corriente directa) equivalente en la línea coaxial RG 59 es de:

                                                 

Lecturas obtenidas para la línea coaxial RG 58

Las lecturas correspondientes a los valores de voltaje y corriente que se obtuvieron en la medición de la resistencia interna del conductor central de la línea coaxial RG 58, se muestran en la figura anterior y el valor calculado de esta resistencia es:

                                                  

este valor corresponde a la resistencia interna del conductor central de la línea RG 58 cuya longitud es de 40 metros, por lo tanto a continuación se calcula el valor de resistencia interna correspondiente para cada metro de la línea.

                                              

Ahora se calcula la resistencia interna del blindaje, teniendo en cuenta el procedimiento anterior, con el cual se obtuvieron las siguientes mediciones:

El voltaje de alimentación tuvo un valor de 1V, la lectura del amperímetro fue de 1.11A y la lectura del voltímetro fue de 0.74V, teniendo en cuenta una longitud de 40m, se halla el valor aproximado de la resistencia interna distribuida del blindaje por cada metro de línea.

                                      

Luego la resistencia interna equivalente en la línea coaxial RG58 es de:

Lecturas obtenidas para la línea bifilar plana

Se muestran las lecturas respectivas a los valores de voltaje y de corriente obtenidas en la medición de la resistencia interna distribuida de uno de los conductores de la línea bifilar plana; posteriormente con los valores de estas lecturas y aplicando la ley de Ohm se obtiene el valor aproximado de la resistencia interna de uno de los conductores para la línea bifilar plana, como se observa a continuación:

                                                

este valor corresponde a la resistencia interna de uno de los conductores de la línea bifilar plana cuya longitud es de 50 metros, por lo tanto a continuación se calcula el valor de resistencia correspondiente para cada metro de la línea.

Teniendo en cuenta que la línea bifilar, esta conformada por dos conductores con características iguales, se deduce que la resistencia interna equivalente por metro en la línea bifilar plana es de:

Cálculo de la resistencia en corriente alterna.

El cálculo de la resistencia distribuida en corriente alterna se realizó para las líneas coaxiales (RG 58, RG 59) y bifilar plana.

En la realidad las líneas de transmisión coaxial y bifilar plana, presentan pérdidas debido a que sus conductores no son perfectos, además la resistencia interna distribuida de los conductores de éstas líneas puede variar dependiendo de la frecuencia angular a la cual se trabaje en la línea.

Debido a que en la mayoría de las pruebas de laboratorio se trabajo con una señal de voltaje a 600kHz es necesario hacer un análisis detallado del efecto pelicular con el propósito de poder explicar de una mejor manera los resultados obtenidos para cada una de éstas en particular. 
Por lo tanto se calcula el valor de la resistencia interna en alta frecuencia de los conductores correspondientes a cada línea, teniendo en cuenta la resistencia en corriente directa de cada uno de los conductores; que para el caso de la línea coaxial se calcula la resistencia interna del conductor central y del blindaje y para la línea bifilar se calcula la resistencia interna para cada uno de los conductores.

También es necesario tener en cuenta el análisis correspondiente a la caracterización de la señal suministrada por el generador, con respecto a las componentes en frecuencia más significativas, ya que por medio de éste se calcula de una manera más aproximada los cambios que produce el efecto pelicular sobre la resistencia interna de cada uno de los conductores y de ésta manera obtener un valor de resistencia interna equivalente para cada uno de los conductores de las líneas en estudio; y así poder explicar los resultados obtenidos en el laboratorio de una manera más aproximada con los cálculos teóricos establecidos previamente. De esta forma se tiene que:

Resistencia interna equivalente de la línea RG 59.  

El radio (a) del conductor interno de la línea RG 59 fue medido por medio de un micrómetro y su valor obtenido fue de 0.4 mm, el valor para la resistencia en corriente directa del conductor central de la línea coaxial RG 59, es aproximadamente igual a 0.146 W/m. 
De esta manera con los datos anteriores y con la información obtenida correspondiente a la caracterización de la fuente con respecto a la frecuencia, se realiza el cálculo de la resistencia interna tanto del conductor central como del blindaje; la idea es entonces establecer la media ponderada entre las frecuencias más importantes que describen la señal suministrada por el generador, con el fin de establecer un cálculo que contenga el aporte porcentual de cada una de éstas.

Media ponderada, resistencia interna, conductor central; línea RG 59