ONDAS ELECTROMAGNETICAS TRANSVERSALES

La propagación de energía eléctrica a lo largo de la línea de transmisión ocurre en forma de ondas electromagnéticas transversales (TEM). Una onda es un movimiento oscilatorio. La vibración de una partícula produce vibraciones similares en las partículas cercanas. Una onda TEM se propaga principalmente en un no conductor (dieléctrico) que separa los dos conductores de una línea de transmisión. Por lo tanto, una onda viaja o se propaga a través de un medio. Para una onda transversal, la dirección de desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación. Una onda superficial de agua es una onda longitudinal. Una onda en donde el desplazamiento está en la dirección de propagación se llama onda longitudinal. Las ondas de sonido sen longitudinales. Una onda electromagnética (EM), se produce por la aceleración de una carga eléctrica. En un conductor, la corriente y el voltaje siempre están acompañados por un campo eléctrico (E) y un campo magnético (II), en la región de espacio colindante. La figura 8-1b muestra las relaciones espaciales entre los campos E y H de una onda electromagnética. La figura 8-lb muestra una vista transversal de los campos E y H que rodea una línea coaxial y de dos cables paralelos. Puede verse que los campos de E y H son perpendiculares, el uno al otro (en ángulos de 900), en todos los puntos. A esto se le conoce como cuadratura de espacio. Las ondas electromagnéticas que viajan a lo largo de una línea de transmisión, desde la fuente a la carga, se llaman ondas incidentes, y aquellas que viajan desde la carga nuevamente hacia la fuente se llaman ondas reflejadas. Características de las ondas electromagnéticas.

Velocidad de onda. Las ondas viajan a distintas velocidades, dependiendo del tipo de onda y de las características del medio de propagación. Las ondas de sonido viajan aproximadamente a 1100 pies/s en la atmósfera normal. Las ondas electromagnéticas viajan mucho más rápido. En el espacio libre (un vacio), las ondas TEM viajan a la

velocidad de la luz, c = 186,283 mi/s o 299,793,000 mIs, redondeado a 186,000 mi/s y 3 x 10 mis. Sin embargo, en el aire (como en la atmósfera de la Tierra), las ondas TEM viajan ligeramente más despacio, y las ondas electromagnéticas viajan considerable mente más lentas a lo largo de una linea de transmisión.

Frecuencia y longitud de onda. Las oscilaciones de una onda electromagnética son periódicas y repetitivas. Por lo tanto, se caracterizan por una frecuencia. La proporción en la que la onda periódica se repite es su frecuencia. La distancia de un ciclo ocurriendo en el espacio se llama la longitud de onda y se determina por la siguiente ecuación fundamental:

distancia = velocidad X tiempo (8-1)

Si el tiempo para un ciclo se sustituye en la ecuación 8-1, obtenemos la longitud de un ciclo, que se llama longitud de onda y cuyo símbolo es la letra mini griega lambda (2)

ð= velocidad x periodo

ðð v X T

Para la propagación en el espacio libre, v = c; por lo tanto, la longitud de un ciclo es

La figura 8-2 muestra una gráfica del desplazamiento y velocidad de una onda transversal, conforme se propaga a lo largo de una línea de transmisión, desde una fuente a una carga. El eje horizontal (x) es la distancia y el eje vertical (y) es el desplazamiento. Una longitud de onda es la distancia cubierta por un ciclo de la onda. Puede verse que la onda se mueve a la derecha o se propaga a lo largo de la línea con el tiempo. Si se coloca un voltímetro en cualquier punto estacionario de la linea, el voltaje medido fluctuará de 0 a máximo positivo, nuevamente a cero, a máximo negativo, nuevamente a cero, y luego se repite el ciclo.