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arrow_back Aula 02 - Introdução às redes industriais - Parte 2

Impedância característica

A impedância característica é uma propriedade exclusiva de cada linha de transmissão, função de sua geometria. Uma linha de dois condutores pode ser modelada pela resistência de seus condutores, a indutância própria, a capacitância dos condutores separados por um isolante e a condutância da isolação entre os condutores. Em geral, os meios de comunicação trabalham em altas frequências, portanto podemos considerar que a resistência pode ser desconsiderada por ser muito pequena frente à indutância e capacitância. Dessa forma, podemos afirmar que a impedância da linha depende da sua geometria, isto é, espaçamento e diâmetro dos condutores e tipo de material isolante utilizado, pois esses parâmetros são que definem a sua indutância e capacitância independentemente do seu comprimento.

Figura 02 - Corte transversal no cabo coaxial.
Corte transversal no cabo coaxial.

Em um cabo coaxial a impedância depende do diâmetro do condutor interno e externo e da constante dielétrica do material usado como isolante e pode ser calculado com a seguinte fórmula:

Z0=138Erlog(Dd)

Onde,

  • Z0 é a impedância característica;
  • Er é a constante dielétrica do material;
  • D é o diâmetro da seção do cabo;
  • d é o diâmetro da seção do condutor.
Figura 03 - Corte transversal em cabos em paralelo.
Corte transversal em cabos em paralelo.

Em um cabo paralelo separado pelo ar a impedância depende do espaçamento entre os condutores e o raio de sua isolação. Podemos calcular sua impedância usando a seguinte fórmula:

Z0=275,9log(Dr)

onde,

  • Z0 é a impedância característica;
  • D é a distância entre os cabos;
  • r é o raio da seção do condutor.

Exemplo 1:

Se por exemplo tivéssemos um cabo coaxial de com constante dielétrica igual 0,5, diâmetro externo do cabo igual a 10mm e diâmetro do condutor de 5 mm, qual a sua impedância característica?!

Z0=1380.5×log(105)=58,7Ω

Esse seria a o valor da impedância desse tipo de cabo, ao longo de todo o percurso para a propagação da informação.

Exemplo 2:

Para calcular a impedância de um cabo espaçado no ar, podemos exemplificar como um sistema de calha onde estão alocados cabos em paralelo, os cabos estão separados por uma distância de 2 m e cada possui uma seção de 10 cm de diâmetro, qual a impedância característica desse cabo?

Z0=275,9log(2m0,1m2)=442,01Ω

Percebam que esse valor encontrado é bem alto, pois é reflete a interferência de um cabo em outro.

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