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O que é impedância de onda?

Um dos parâmetros de qualquer linha condutivaé a impedância da onda. Ele adquire particular relevância na tecnologia de transmissão de rádio de alta frequência, onde a menor incompatibilidade na operação do circuito leva a distorções significativas na saída. Por outro lado, todo proprietário de um computador conectado a outro em uma rede local encontra o conceito de "resistência de onda" todos os dias. É importante notar que o surgimento de redes de par trançado baseadas em Ethernet permitiu ao usuário final não pensar muito sobre conectores, aterramento, terminadores e a qualidade dos conectores, como era o caso com linhas de cabo coaxial de 10 megabits (e menos). No entanto, mesmo para um par trançado, o termo "impedância característica" é aplicável. Em geral, nos deteremos nas características da operação de redes de computadores um pouco mais adiante.

Então, o que é resistência de onda? Como já indicado, esta é uma das características de uma linha condutiva baseada em condutores metálicos. A última ressalva é necessária para não misturar as modernas linhas de transmissão óptica de dados com os clássicos fios de cobre, onde os portadores de energia não são partículas carregadas, mas luz - existem leis diferentes. Este valor indica qual valor de resistência a linha fornece ao gerador (fonte de oscilações elétricas moduladas). Não confunda a resistência ativa, que pode ser medida com um multímetro comum, e a impedância característica do meio, pois são coisas completamente diferentes. Este último não depende do comprimento do condutor (isso já é suficiente para tirar conclusões sobre a "semelhança" das resistências). Fisicamente, é igual à raiz quadrada da razão entre indutância (Henry) e capacitância (Farads). Uma pequena observação: apesar do fato de que os componentes reativos da linha são usados ​​nos cálculos, a impedância característica do circuito é sempre considerada ativa nos cálculos.

É melhor considerar tudo com um exemplo.Vamos imaginar um circuito simples que consiste em uma fonte de energia (gerador, R1), condutores com impedância característica (R2) e um consumidor (carga, R3). Quando todas as três resistências são iguais, toda a energia transferida chega ao consumidor e ali realiza um trabalho útil. Se em qualquer seção esta igualdade não for observada, então surge um modo de operação inconsistente. No ponto em que a correspondência é rompida, surge uma onda refletida e parte da energia eletromagnética retorna ao gerador. Conseqüentemente, é necessário aumentar sua potência para compensar a quantidade de energia refletida. Em outras palavras, parte da energia é desperdiçada, o que significa perdas e operação abaixo do ideal. Além disso, em alguns casos, a incompatibilidade geralmente interrompe a operação de toda a linha.

Agora, de volta às redes de computadores, ondeimpedância de onda desempenha um papel importante. Para linhas baseadas em cabo coaxial (50 Ohm), é importante observar a condição: as resistências das placas de rede e do condutor entre elas devem ser iguais. Somente neste caso o terminador e o sistema de aterramento funcionam. Se qualquer seção da linha de cabo for fisicamente ligeiramente esticada (pendurando uma carga no condutor), então, devido a uma mudança no diâmetro dos condutores, a impedância da onda mudará neste lugar, uma onda refletida aparecerá, interrompendo a operação do sistema. Ao mesmo tempo, a resistência ativa medida da linha pode praticamente não mudar (os dispositivos de orçamento não registram nenhum aumento na resistência). As tentativas de restaurar a linha soldando os condutores na seção danificada agravarão ainda mais a situação, já que não apenas uma resistência de transição aparecerá, mas uma mistura de diferentes meios (estanho, cobre), nos quais as ondas se propagam de maneiras diferentes.

No par trançado popular da categoria 5, a impedância característica é de 100 ohms. Graças a isso, a restauração por soldagem e até mesmo torção é permitida.