Líneas de transmisión:

Una línea de transmisión es un sistema conductor metálico que se utiliza para transferir energía eléctrica de un lugar a otro. Son dos o más conductores separados por un aislante, como un par de cables o un sistema de par de hilos. Su longitud puede ser de unas pocas pulgadas o de varias miles de millas. Se pueden utilizar para propagar corriente directa o corriente alterna de baja F o de F muy altas.

Ondas electromagnéticas transversales:

La propagación de energía eléctrica a lo largo de la línea de transmisión ocurre en forma de ondas electromagnéticas transversales.
Para la onda transversal, la dirección de desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación. Una onda en donde el desplazamiento está en la dirección de la propagación se llama onda longitudinal. En un conductor, la corriente y el voltaje siempre están acompañados por un campo eléctrico (E) y un campo magnético (H). Los campos de H y E son perpendiculares el uno al otro en todos los puntos. 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. En el vacio las ondas TEM viajan a la velocidad de la luz. En el aire viajan ligeramente más despacio y considerablemente más lenta a lo largo de una línea de transmisión.

Frecuencia y longitud de onda:

Las oscilaciones de una onda electromagnética son periódicas y repetitivas. Por lo tanto se caracterizan por una F que es la proporción en la que la onda periódica se repite. La distancia de un ciclo que ocurre en el espacio se llama longitud de onda y se determina por la siguiente ecuación: λ=v.T

Tipos de líneas de transmisión:

Las líneas de transmisión pueden clasificarse generalmente como balanceadas o des balanceadas. Con líneas balanceadas de dos cables, ambos conductores llevan una corriente, un conductor lleva la señal y el otro es el regreso. La señal que se propaga a lo largo del cable, se mide como la diferencia de potencial entre los dos cables. Ambos conductores llevan la corriente de la señal y las corrientes son iguales en magnitud con respecto a la tierra eléctrica pero viajan en direcciones opuestas. Estas corrientes se llaman corrientes de circuito metálico. Las corrientes que fluyen en las mismas direcciones se llaman corrientes longitudinales. Un par de cables balanceados tienen la ventaja que la mayoría de la interferencia por ruido se induce igualmente en ambos cables, produciendo corrientes longitudinales que se cancelan en la carga.

Con una línea de transmisión des balanceada, un cable se encuentra en el potencial de tierra, mientras que el otro cable se encuentra en el potencial de la señal. El cable de tierra también puede ser la referencia a otros cables que llevan señales. Si este es el caso, el cable de tierra debe ir en donde va cualquiera de los cables de señal a veces esto crea un problema por que una longitud de cable tiene resistencia, inductancia y capacitancia, por lo tanto puede existir una pequeña diferencia de potencial, entre cualquiera de los dos puntos, en el cable de tierra. En consecuencia el cable de tierra no es un punto de referencia perfecto y es capaz de inducir un ruido en él. La diferencia de potencial en cada cable de señal se mide desde ese cable a tierra.

Líneas de transmisión de conductor paralelo:

1. Líneas de transmisión de cable abierto:

   
   Consiste simplemente de dos cables paralelos, espaciados muy cerca y solo separados por aire. Los espaciadores no conductores se colocan a intervalos periódicos. La distancia entre los dos conductores generalmente esta entre 2 y 6 pulgadas. El dieléctrico es simplemente el aire, entre y alrededor de los dos campos en donde se propaga la onda TEM. La única ventaja real de este tipo de línea de transmisión es su sencilla construcción. Ya que no hay cubiertas, las perdidas por radiación son altas y es susceptible a recoger ruido. Estas líneas normalmente operan en el modo balanceado.

2. Cables gemelos:

   
   Esencialmente son iguales que una línea de transmisión de cable abierto excepto que los espaciadores que están entre los dos cables se reemplazan con un dieléctrico solido conductivo. Esto asegura los espacios uniformes a lo largo de todo el cable. Típicamente la distancia entre los dos conductores es de 5/16 pulgadas para el cable de transmisión de televisión. Los materiales dieléctricos mas comunes son el teflón y el polietileno.

3. Cable de par trenzado:

   
   Un cable de par trenzado se forma doblando o trenzando dos conductores aislados juntos. Los pares se trenzan frecuentemente en unidades y las unidades a su vez están cambiados en el núcleo. Estos vecinos se trenzan con diferente inclinación para poder reducir la interferencia entre los pares, debido a la inducción mutua.

4. Cables protegidos con armadura:

   
   Para poder reducir las pérdidas por radiación e interferencias frecuentes se encierra las líneas de transmisión de los dos cables paralelos en una malla metálica conductiva. La malla se conecta a tierra y actúa como una protección. La malla también evita que las señales se difunden mas allá de sus límites y evita que la interferencia electromagnética llegue a los conductores de señal. Un par de cables paralelos protegidos consiste en dos conductores de cable paralelos separados por un dieléctrico solido. Toda la estructura están encerrados en un tubo conductivo y luego cubierto con una capa protectora de plástico.