Dificilmente existe uma pessoa que nunca tenha visto um cabo coaxial. Como funciona, quais são suas vantagens, quais são suas áreas de aplicação - muitos ainda precisam descobrir isso.
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Como funciona o cabo coaxial
O cabo coaxial é composto por:
- condutor interno (núcleo central);
- dielétrico;
- condutor externo (trança);
- tampa externa.
Se considerarmos o cabo em seção transversal, podemos ver que ambos os seus condutores estão localizados no mesmo eixo. Daí o nome do cabo: em inglês coaxial - coaxial.
O condutor interno em um bom cabo é feito de cobre. Agora, os produtos baratos usam alumínio ou até aço revestido de cobre. O dielétrico em um cabo de alta qualidade é polietileno e em cabos de alta frequência é fluoroplástico.Em opções baratas, vários plásticos espumados são usados.
O material clássico para trançar é o cobre, e a trança de produtos de qualidade é realizada com uma trama densa, sem lacunas. Em cabos de qualidade inferior, ligas de cobre, às vezes ligas de aço, são usadas para fazer o condutor externo, tecelagem rara é usada para reduzir o custo e, em alguns casos, folha.
Escopo do cabo coaxial, seus prós e contras
O uso mais comum de um cabo coaxial é transmitir correntes de alta frequência (RF, micro-ondas e superiores). Em muitos casos isso é feito comunicação entre antena e transmissor ou entre a antena e o receptor, bem como em sistemas de televisão por cabo. Esse sinal também pode ser transmitido usando uma linha de dois fios - é mais barato.
Em alguns casos, isso é feito, mas essa linha tem uma séria desvantagem - o campo elétrico nela passa pelo espaço aberto e, se um objeto condutor de terceiros entrar nele, isso causará distorção do sinal - atenuação, reflexão, etc. . E para um cabo coaxial, o campo elétrico está completamente dentro, portanto, ao colocar, você não precisa se preocupar que a linha passe por objetos de metal (ou eles possam estar próximos ao cabo) - eles não afetarão a operação da linha de transmissão.
As desvantagens do cabo coaxial incluem seu alto custo. Também uma desvantagem é a alta complexidade de reparar uma linha danificada.
Anteriormente, os cabos coaxiais eram amplamente utilizados para organizar linhas de transmissão de dados em redes de computadores. Hoje, as taxas de transmissão aumentaram para níveis que o cabo de RF não pode fornecer, portanto, essa aplicação está sendo eliminada rapidamente.
A diferença entre cabo coaxial e cabo blindado e fio blindado
Muitas vezes, o cabo coaxial é confundido com fio blindado e até mesmo com cabo de alimentação blindado. Se houver uma certa semelhança externa do design (“invólucro flexível de metal com isolamento de núcleo”), sua finalidade e princípio de operação são diferentes.
Em um cabo coaxial, a trança atua como um segundo condutor que completa o circuito. Uma corrente de carga necessariamente flui através dele (às vezes até nos lados interno e externo é diferente). A trança pode ter contato com o solo para fins de segurança, pode não tê-lo - isso não afeta sua operação. Também é incorreto chamá-lo de tela - ele não possui uma função de triagem global.
Para um cabo blindado, a trança metálica externa protege a camada isolante e o núcleo do estresse mecânico. Possui alta resistência e é sempre aterrado de acordo com os requisitos de segurança. No modo normal, nenhuma corrente flui através dele.
Em um fio blindado, a bainha condutora externa é projetada para proteger o condutor de interferências externas. Se for necessário proteger contra interferência de baixa frequência (até 1 MHz), a tela será aterrada apenas em um lado do fio. Para interferências acima de 1 MHz, a tela serve como uma boa antena, por isso é aterrada em vários pontos (com a maior frequência possível). No modo normal, nenhuma corrente deve fluir pela tela também.
Parâmetros técnicos do cabo coaxial
Um dos principais parâmetros que você precisa prestar atenção ao escolher um cabo é sua impedância característica. Embora este parâmetro seja medido em ohms, ele não pode ser medido com um testador convencional no modo ohmímetro e não depende do comprimento do segmento de cabo.
A impedância de onda de uma linha é determinada pela razão entre sua indutância linear e a capacitância linear, que, por sua vez, depende da razão dos diâmetros do núcleo central e da trança, bem como das propriedades do dielétrico. Portanto, na ausência de dispositivos, você pode “medir” a resistência da onda usando um paquímetro - você precisa encontrar o diâmetro do núcleo d e da trança D e substituir os valores na fórmula.
Aqui também:
- Z é a resistência de onda desejada;
- Er - permissividade dielétrica do dielétrico (para polietileno, você pode levar 2,5 e para material espumado - 1,5).
A resistência do cabo pode ser qualquer coisa com dimensões razoáveis, mas os produtos são produzidos padrão com os seguintes valores:
- 50 ohms;
- 75 ohms;
- 120 Ohm (uma opção bastante rara).
É impossível dizer que um cabo de 75 ohms é melhor que um cabo de 50 ohms (ou vice-versa). Cada um deve ser aplicado em seu lugar - a impedância característica da saída do transmissor Ze, linhas de comunicação (cabos) Z e a carga deve ser o mesmo Zn, somente neste caso a transferência de energia da fonte para a carga ocorrerá sem perdas e reflexões.
Existem certas limitações práticas na fabricação de cabos com alta impedância. Cabos de 200 ohms e acima devem ser muito finos ou com um condutor externo de grande diâmetro (para manter uma grande relação D/d).Tal produto é mais difícil de usar, portanto, para caminhos com alta resistência, são usadas linhas de dois fios ou dispositivos correspondentes.
Outro parâmetro coaxial importante é amortecimento. Medido em dB/m. Em geral, quanto mais grosso o cabo (mais precisamente, quanto maior o diâmetro do núcleo central), menos o sinal se atenua nele a cada metro de comprimento. Mas esse parâmetro também é afetado pelos materiais dos quais a linha de comunicação é feita. As perdas ôhmicas são determinadas pelo material do núcleo central e da trança. As perdas dielétricas contribuem. Essas perdas aumentam com o aumento da frequência do sinal; materiais isolantes especiais (PTFE, etc.) são usados para reduzi-las. Dielétricos espumados usados em cabos baratos contribuem para aumentar a atenuação.
Outra característica importante do cabo coaxial é fator de velocidade. Este parâmetro é necessário onde é necessário conhecer o comprimento do cabo nos comprimentos de onda do sinal transmitido (por exemplo, em transformadores de resistência). O comprimento elétrico e o comprimento físico do cabo não coincidem porque a velocidade da luz no vácuo é maior que a velocidade da luz no dielétrico do cabo. Para cabo com dielétrico de polietileno Kcensura=0,66, para fluoroplástico - 0,86. Para produtos baratos com isolador de espuma - imprevisível, mas mais próximo de 0,9. Na literatura técnica estrangeira, é utilizado o valor do coeficiente de desaceleração - Kdesacelerou=1/Kcensura.
Além disso, o cabo coaxial tem outras características - o raio mínimo de curvatura (depende principalmente do diâmetro externo), a rigidez dielétrica do isolador, etc. Às vezes, eles também são necessários para selecionar um coaxial.
Marcação de cabo coaxial
Os produtos nacionais tinham marcação alfanumérica (pode ser encontrada até hoje). O cabo foi designado pelas letras RK (cabo de radiofrequência), seguidas de números que indicam:
- resistência de onda;
- espessura do cabo em mm;
- Catálogo de número.
Assim, o cabo RK-75-4 denotava produtos com impedância de onda de 75 ohms e diâmetro de isolamento de 4 mm.
A designação internacional também começa com duas letras:
- Cabo RG RF;
- DG - cabo para redes digitais;
- SAT, DJ - para redes de transmissão por satélite (cabo de alta frequência).
Em seguida vem a figura, que obviamente não traz informações técnicas (para descriptografá-la, você terá que examinar o passaporte do cabo). Além disso, pode haver mais letras indicando propriedades adicionais. Um exemplo de designação - RG8U - um cabo RF de 50 Ohms com diâmetro reduzido do núcleo central e densidade de trança reduzida.
Tendo entendido as diferenças entre o cabo coaxial e outros produtos de cabo e tendo aprendido a influência de seus parâmetros no desempenho, você pode usar com sucesso este produto nas áreas para as quais se destina.
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