¿Cómo funciona un cable aéreo coaxial?

Afortunadamente, alguien más práctico que yo arregló el cable, pero me hizo preguntarme: ¿cómo funcionan estos cables?

La respuesta más simple y básica es que hay dos conductores y un conductor transporta corriente en una dirección mientras que el otro conductor transporta corriente en la dirección opuesta.

Pero hay mucho más en el par de hilos que componen un cable a considerar si desea analizarlo en detalle. Para un coaxial: -

Para todos los cables de dos hilos, existen campos eléctricos y campos magnéticos establecidos entre los dos conductores, pero la belleza de los cables coaxiales es que estos campos, en una instalación adecuada, no se extienden fuera del perímetro del cable coaxial.

Entonces, ¿cómo pasa una señal a través de un cable coaxial?

La energía de la señal existe en el espacio entre el conductor externo e interno y viaja a través del cable hasta el otro extremo (la carga) como una onda electromagnética. Esta onda EM transporta la potencia de la señal y transporta el campo eléctrico y los campos magnéticos en una cierta proporción. Esta relación se conoce como la impedancia característica del cable.

También existen pérdidas debidas a la resistencia de los conductores y éstas pueden ser importantes. También hay pérdidas en el dieléctrico (el material que separa los conductores interior y exterior) y en frecuencias más altas esta pérdida puede limitar el uso de un cable coaxial.

Dar una respuesta simple a la pregunta es realmente problemático si todo lo que puede saber es la ley de ohmios, pero si está interesado, hay muchas cosas que puede buscar en Google, como: -

• Impedancia característica
• Velocidad de propagación de señales en cables
• Coeficiente de reflexiones
• Relación de onda estacionaria de voltaje

Todo lo anterior puede contribuir a reflexiones de señal como las que se muestran a continuación: -

Una señal viaja de izquierda a derecha a lo largo de un cable coaxial perfecto, pero ese cable coaxial cambia a una impedancia característica diferente en la posición que muestra la línea vertical. Cuando la señal "llega" a ese punto, parte de la energía se refleja de regreso al cable mientras que parte de la energía continúa hacia la carga.

Es posible que esta respuesta ya sea más compleja de lo que actualmente puede manejar, por lo que me detendré en este punto.

Este cable contiene dos "hilos", que se utilizan para pasar la señal.

La diferencia es que los dos cables son concéntricos, uno está completamente alrededor del otro. Es por eso que esto se llama cable "coaxial". Ambos cables están alrededor del mismo eje.

El hecho de que los cables sean coaxiales tiene dos efectos importantes:

1. El conductor exterior actúa como un escudo para el interior. Cualquier campo eléctrico externo solo puede acoplarse al conductor exterior. Si está conectado a tierra, las señales sensibles se pueden ejecutar en el conductor interno sin que capten el ruido debido a estos campos.

2. La impedancia de la línea de transmisión se puede controlar bien. La electrónica de TV tiende a estar diseñada para líneas de transmisión de 75 Ω.

   Las señales de televisión tienen una frecuencia lo suficientemente alta como para que los efectos de la línea de transmisión sean significativos. Para lidiar con eso, la electrónica está diseñada para una impedancia de cable específica, y los cables están diseñados para tener una impedancia bien controlada cercana a lo que la electrónica espera. Como dije anteriormente, esa impedancia suele ser de 75 Ω.