linha de transmissão
Introdução
Em geral
Uma linha de transmissão é uma estrutura material de geometria uniforme utilizada para transportar eficientemente energia de radiofrequência "de um ponto a outro; como de um equipamento de transmissão para outro, de um transmissor para a antena, entre outras aplicações. Um parâmetro que comumente a define é sua impedância característica, sendo os valores mais comuns 50 e 75 ohms quando nos referimos a um determinado tipo de linha de transmissão conhecido, neste caso, como cabos coaxiais. Um exemplo típico de 75 ohms é o cabo RG-6 que é utilizado para a ligação do serviço residencial de televisão por cabo.
Doravante utilizaremos a denominação linha de transmissão exclusivamente para aqueles meios de transmissão com suporte físico, capazes de guiar ondas eletromagnéticas no modo TEM (modo eletromagnético transversal). Um modo TEM é caracterizado pelo fato de que tanto o campo elétrico quanto o campo magnético que formam a onda são perpendiculares à direção na qual a energia se propaga; sem existir, portanto componente dos campos na direção axial (direção em que a energia se propaga).
Para que exista propagação de energia no modo TEM, é necessário que existam pelo menos dois condutores elétricos e um meio dielétrico entre eles (que pode até ser ar ou vácuo). Exemplos de linhas de transmissão são cabos bifilares, cabos coaxiais e linhas planares, como stripline, microstrip...
Quando o modo de propagação é TEM, é possível definir, sem ambiguidade, tensões e correntes, não sendo imprescindível a análise eletromagnética da estrutura (estudo de campos), sendo possível uma representação de circuito com parâmetros distribuídos, conforme discutido aqui posteriormente.
Assim podemos dizer que o modelo de circuito equivalente de uma seção ideal de linha de transmissão de comprimento infinitesimal dz é composto por uma bobina em série que representa a autoindução L da linha de transmissão por unidade de comprimento (medida em H/m), e um capacitor paralelo para modelar a capacidade por unidade de comprimento C de dimensões F/m.
Quando a linha de transmissão introduz perdas, ela deixa de ter caráter ideal e é necessário expandir o equivalente do circuito anterior adicionando dois novos elementos: um resistor em série R, que caracteriza as perdas ôhmicas por unidade de comprimento geradas pela condutividade finita dos condutores, e que é medida em Ω/m, e uma condutância paralela G, com dimensões de S/m (ou Ω-1m-1), para representar as perdas que ocorrem no material dielétrico devido a uma condutividade equivalente diferente de zero, o que dá origem ao circuito equivalente da figura a seguir:.