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1. Cuarta Evaluación Parcial
Estudiante:
Bernal, Monica
C.I:29581049

2. INTRODUCCION
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Las líneas de transmisión confinan la energía electromagnética a regiones del
espacio que están limitadas por el entorno físico que conforma la propia línea, a
diferencia de las ondas que viajan por el aire sin más obstáculos que los que
encuentran en su camino. Los cables consisten en conductores eléctricos con
arreglos geométricos que determinan las características de las ondas
electromagnéticas que contienen. También se cubrirán algunos aspectos sobre
fibra óptica y radiación de antena.

3. Líneas de transmisión.
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4. “
4
Una línea de transmisión es un conjunto de conductores o cables
que transportan unidades de energía desde un centro de producción
hasta un centro de consumo. Los cables se apoyan en estructuras
altas (torres o postes), que los separan del suelo, edificios y otros
objetos por la distancia requerida. Estas líneas encarcelan la energía
electromagnética a regiones del espacio que están limitadas por el
entorno físico que conforma la propia línea, a diferencia de las ondas
que viajan por el aire sin más obstáculos que los que encuentran en
su camino.
Generalidades

5. Parámetros de la línea de transmisión
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Los parámetros de la línea de transmisión son: resistencia, inductancia,
capacitancia y conductancia (o pérdidas, que en la mayoría de los
casos no se consideran en el análisis), que son órdenes de magnitud
típicos en las líneas de transmisión. Los parámetros de las líneas se
utilizan para determinar sus propiedades eléctricas y así determinar su
comportamiento en el sistema de potencia. Por ejemplo, para calcular
la caída de voltaje, se utilizan estos parámetros.
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8. 8
Se denomina resistencia a la propiedad que posee un material para oponerse a la circulación
de corriente eléctrica por el. Depende de la impedancia del conductor y de la frecuencia.
Existe a altas frecuencias, la resistencia aumenta con la frecuencia debido al efecto piel, ya
que la corriente penetra solo una pequeña capa cerca de la superficie del conductor. La
expresión que define la resistencia de un conductor es:
Donde:
𝑅𝐶𝐷: es la resistencia en corriente directa en ohmios.
1.02L: es la longitud efectiva del conductor1
ρ: es la resistividad volumétrica del material a una
resistencia dada.
A: es el área de la sección transversal.
Resistencia.

9. Esta fórmula solo es válida para corriente continua
porque en el caso de la corriente alterna existe un
fenómeno conocido como efecto piel o skin effect. El
efecto pelicular se produce porque los filamentos o
elementos de corriente alterna en distintos puntos de
la sección del conductor no encuentran las mismas
componentes inductivas, sino que el filamento central
o axial encuentra la máxima inductancia y en general
la corriente inductiva suministrada a las demás partes.
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10. Es consecuencia del hecho de que todo conductor por el que circula una corriente alterna
tiene una inductancia asociada. Como la línea consta de dos o más conductores
separados por un dieléctrico, forma un capacitor cuya capacitancia depende del área de
los conductores, su distancia y la constante dieléctrica del material que los separa.
Inductancia
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Posteriormente, la conducción es el resultado
de que el dieléctrico sea imperfecto y tenga
una resistencia limitada, por lo que algunas de
las "fugas" de corriente entre los conductores y,
junto con la resistencia en serie, provocan
pérdidas o atenuación en la línea.

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Cálculo de Inductancia y Reactancia Inductiva.
Donde:
L: Es la inductancia.
DMG: Es la distancia media geométrica entre conductores.
RMG: Es el radio medio geométrico del conductor.
𝑋𝐿: Es la reactancia inductiva.
f: Es la frecuencia del sistema.
La inductancia se calcula por medio de la siguiente expresión:
Y la reactancia inductiva viene dada por:

12. Capacitancia
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La capacitancia en una línea de transmisión resulta de la diferencia de potencial entre los
conductores y hace que estos se carguen de la misma forma que las placas de un capacitor
cuando existe una diferencia de potencial entre ellos. La capacitancia entre conductores es la
carga por unidad de longitud. La capacitancia entre conductores paralelos es una constante
que depende de su tamaño y de la distancia entre ellos
El efecto de la capacitancia puede ser pequeño y, a menudo,
se desprecia en las líneas eléctricas de menos de 80 km (50
millas) de largo. Para líneas de alto voltaje más largas,
aumenta la importancia de la capacitancia.

13. Cálculo de Capacitancia y Reactancia Capacitiva.
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La capacitancia de una Línea de Transmisión se
calcula de la siguiente manera:
Y su respectiva reactancia capacitiva se obtiene así:
Donde:
𝐶𝑁: es la capacitancia al neutro.
k: es la permitividad del espacio libre, es igual a:
DMG: es la distancia media geométrica entre conductores.
R: es el radio del conductor.
𝑋𝐶: es la reactancia inductiva.
f: es la frecuencia del sistema

14. Conductancia
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La conductancia tiene en cuenta las corrientes de fuga tanto de los aisladores que sostienen
a las líneas aéreas, como las corrientes de electrones a través del aire (Efecto Corona). La
conductancia depende de numerosos factores, entre ellos los climatológicos o
medioambientales, que son difíciles de predecir, aparte de no mantenerse constantes a lo
largo de toda una línea
Los cálculos de conductividad a menudo muestran valores
pequeños en comparación con los efectos resistivos,
inductivos o capacitivos anteriores. La conducción es solo
una pequeña parte de los efectos eléctricos totales de un
circuito, y dado que es completamente imposible calcular
con precisión, en la mayoría de los casos se desprecia.

15. Impedancia del Conductor y sus efectos.
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La impedancia característica (Z 0 ) de una línea de transmisión es la resistencia que exhibe sobre una
longitud infinita. Es significativamente diferente del dieléctrico que separa los dos conductores, la
resistencia de fuga y la resistencia del metal del cable mismo. La impedancia característica es
únicamente una función de la capacitancia y la inductancia distribuidas a lo largo de la línea, y existirá
incluso si el dieléctrico es perfecto (resistencia paralela infinita) y el cable es superconductor
(resistencia en serie cero).

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En el caso de líneas reales, cuando se cargan con elementos, generadores o receptores, su
impedancia permanece constante y es igual a la impedancia característica. La impedancia
característica no tiene nada que ver con la longitud de la línea. Para una línea sin pérdidas, tampoco
depende de la frecuencia del voltaje aplicado, por lo que si se le conecta un generador con una
impedancia igual a su impedancia característica, no se producirán reflexiones por desadaptación de
impedancias.

18. Voltaje y Corriente en una Línea de transmisión
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Cada parte de la red conduce la electricidad a un voltaje determinado según la cantidad de energía
transportada y la distancia recorrida. Una vez que se genera el voltaje de energía eléctrica, se eleva
a alto voltaje para reducir las pérdidas de energía durante el transporte y luego se convierte a
voltaje medio y bajo para viajar a través de la red más cerca del usuario final. Dependiendo de su
voltaje, hay:
- Líneas de alta tensión (AT), entre 380.000 y 132.000 V. Se utilizan para transportar grandes cantidades
de energía a largas distancias.
- Líneas de media tensión (MT), entre 132.000 y 1.000 V.
- Líneas de baja tensión (BT), que llevan la energía hasta el punto de consumo, a una tensión inferior a los
1.000 V, ya que los equipos domésticos y algunos industriales funcionan con un voltaje de 400 o 230 V.

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Las expresiones (9.7) y (9.8) Representan el voltaje y la corriente
en una línea de transmisión y tienen dos componentes: uno es la onda directa que se propaga desde
el generador hasta la carga y el otro es la onda directa que viaja desde la carga hasta el generador.
Entonces, la onda reflejada en una línea de transmisión se puede describir como un voltaje
transportado por una corriente que fluye desde la carga hasta el generador, que decae
exponencialmente con la distancia desde la carga. Por lo tanto, el voltaje reflejado se puede expresar
como la distancia medida z a la carga como:

21. Pérdidas por Reflexión
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La pérdida por reflexión se debe a las respectivas resistencias
inherentes de los dos medios. La pérdida total de potencia en
una línea de transmisión se denomina atenuación y se mide en
decibelios por metro o kilovatios por metro. La atenuación
generalmente depende de la frecuencia de la señal.
Los fabricantes de líneas de transmisión a menudo incluyen
hojas de datos con sus productos que contienen atenuación en
dB/m sobre un rango de frecuencia específico. Una atenuación
de 3 dB equivale aproximadamente a una pérdida de la mitad
de la potencia especificada.

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24. Adaptación de Impedancias
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Cuando se trata de acoplamiento de impedancia, se
refiere a establecer la impedancia del transmisor, la línea
de transmisión y el receptor en el mismo valor. Esto suele
ser de 50 ohmios por línea de transmisión, aunque los
estándares de señalización diferencial pueden especificar
diferentes valores para la coincidencia de impedancia.
Esta es la razón por la cual la coincidencia de impedancia
es importante en las líneas eléctricas y cómo lograr una
resistencia uniforme en las conexiones de PCB.

26. 26
El propósito de la adaptación de impedancia
para las líneas de transmisión eléctrica es
lograr una impedancia uniforme en la
interconexión. Cuando las impedancias del
transmisor, el receptor y la línea de
transmisión coinciden, sucede algo
importante, que se describirá a continuación.

27. Potenciales electromagnéticos.
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Debido a la forma de las ecuaciones de maxwell es posible expresar E y B en términos de un
potencial escalar  (r, t) y de un potencial vectorial A(r, t) . de la ecuación de Maxwell V x B =
0 se difiere que B puede ser expresado como el rotacional de un campo vectorial A
𝐵 = ∇ 𝑥 𝐴
La ecuación puede ser entonces escrita como
Por lo tanto, se puede expresar el termino en paréntesis como el gradiente de
un campo escalar −𝜙 o

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De esta manera dos de as ecuaciones de maxwell se satisfacen idénticamente en virtud de las
definiciones
La ecuación (M1) puede escribirse como:
Donde 𝜌 = 𝜌𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒𝑠 + 𝜌𝑙𝑖𝑔𝑎𝑑𝑎𝑠
Esta expresión puede reescribirse como:

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Por otro lado, la ecuación(M4) se puede escribir como:
Y utilizando una identidad vectorial

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Los potenciales no están completamente determinados por las condiciones impuestas anteriormente:
Sí al vector A le agregamos el gradiente de una función escalar arbitraria:
B no cambia,
El vector E tampoco cambiara si al mismo tiempo se cambia:

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Estas alteraciones son denominadas transformaciones de gauge. Una elección importante de gauge
es aquella en que A y 𝜙 satisfacen la condición:
En este caso, denominado gauge de Lorentz, las ecuaciones
anteriores se transforman en

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Las soluciones estas ecuaciones se pueden escribir como:
Donde la integral denota la integración de todas las fuentes. Estos términos se denominan potenciales
de retardo. La rotación [Q] significa que Q se evaluará después del tiempo de retardo.
Donde corresponde al tiempo requerido por la luz para viajar entre r y r'.

34. Dipolo de Hertz
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35. Es una antena resonante de 1/2 longitud de onda. Consiste en dos varillas que transmiten o
reciben en todas las direcciones excepto en su propio eje. La dirección de máxima radiación es
el eje perpendicular al eje de la antena. La antena se puede utilizar con polarización horizontal y
vertical. Para facilitar la alimentación, se divide en dos partes iguales, la señal se aplica en el
extremo interior de la varilla.
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36. Están disponibles polarizaciones verticales y horizontales y tienen una impedancia característica
de 75 ohmios. Su respuesta en frecuencia es gaussiana, y el ancho de banda depende de la
relación entre la longitud del dipolo y el diámetro de la varilla utilizada, por lo que cuanto mayor
sea la sección transversal, mayor será el ancho de banda.
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37. Antenas de longitud de Onda
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El tamaño de la antena está directamente
relacionado con la longitud de onda de la frecuencia
que intenta recibir. Los tipos más comunes de
antenas utilizadas en los sistemas de audio
inalámbricos son antenas omnidireccionales de 1/4 y
1/2 onda y antenas unidireccionales.

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ANTENAS OMNIDIRECCIONALES
Una antena de 1/4 de onda es aproximadamente un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia de
interés, mientras que una antena de 1/2 onda es la mitad de la longitud de onda de esa frecuencia. La
longitud de onda de una señal de radio se puede calcular dividiendo la velocidad de la luz por la
frecuencia (ver "La ecuación de onda").
Por ejemplo, una onda de 200 MHz tiene una longitud de
onda de unos 2 m. Por lo tanto, una antena receptora de 1/2
onda tiene 1 metro de largo y una antena de 1/4 de onda
tiene alrededor de 45 cm de largo.

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Otros tipos de antenas adecuadas para instalaciones remotas son las antenas unidireccionales como
las antenas Yagi y las antenas logarítmicas periódicas. Ambos tipos de antenas constan de un
elemento horizontal y varios elementos cruzados. Estas antenas pueden proporcionar hasta 10 dB
más de ganancia que las antenas de cuarto de onda y pueden reducir las fuentes de interferencia de
otras direcciones hasta en 30 dB.
ANTENAS UNIDIRECCIONALES
Las antenas Yagi generalmente no se usan en aplicaciones
de micrófonos inalámbricos debido a su ancho de banda
muy estrecho, que normalmente ocupa solo un canal de TV
(6 MHz).

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42. Resistencia de Radiación
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La resistencia a la radiación se define como la relación entre la potencia total radiada por la antena y
el cuadrado del valor rms de la corriente en su entrada. La resistencia a la radiación se puede calcular
a partir de la potencia radiada total y la corriente del terminal de entrada
Un hilo de corriente uniforme de 1 m de longitud tendría una resistencia de radiación de 7,89 a 30
MHz y 789 a 300 MHz.
Los valores obtenidos justifican la necesidad de trabajar con cables coaxiales a partir de unos pocos
MHz.

44. Algunos aspectos importantes sobre
la Fibra Óptica
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Una fibra óptica es una guía de ondas en forma de cable
hecha de un material altamente transparente, diseñada para
transmitir información a largas distancias mediante señales
ópticas. Las fibras están hechas de sílice muy pura. La fibra
óptica no es más que una guía de luz. La luz queda atrapada
en este canal y viaja a lo largo de él a la mayor velocidad
posible. La propagación ocurre a un ritmo menor en otras
partes del medio, la relación entre la velocidad de la luz en el
vacío y la de otro medio se conoce como índice de refracción
del medio y es única para cada material.

46. CONCLUSION
Una línea de transmisión es esencialmente un medio físico para la transmisión y distribución de electricidad, que consta
de: conductores, estructuras de soporte, aisladores, accesorios de ajuste entre aisladores y estructuras de soporte y
cables de protección. (utilizado en líneas eléctricas de alta tensión para protegerlas de descargas atmosféricas); es de
suma importancia estudiar las propiedades eléctricas de los conductores de línea, estos parámetros incluyen parámetros
de impedancia y admitancia, el primer parámetro consiste en la resistencia e inductancia uniformemente distribuidas a lo
largo de la línea y expresadas como elementos en serie. La otro consiste en la susceptancia y la conductancia,
representadas en este caso como un elemento paralelo, y la conductancia es la corriente de fuga entre el conductor y el
aislador, que es casi despreciable y, por lo tanto, no se considera un parámetro influyente.
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En los últimos años, la tecnología de medios y antenas se ha desarrollado mucho. Los logros más importantes son las
mediciones de superficies planas, cilíndricas o esféricas de campo cercano. La antena dipolo es una antena muy popular
que ha logrado resultados sorprendentes debido a su simplicidad, alto sigilo, peso ligero, adaptabilidad de campo y
economía. Perfecto para pasar el tiempo entretenido, ensamblándola y utilizándola. La fibra óptica proporciona una
conexión a Internet rápida, constante y estable, lo que permite la transferencia de grandes cantidades de datos a distancias
increíbles. A medida que la demanda de datos se vuelve enorme, los cables de fibra óptica son la única forma de lograr
flexibilidad y estabilidad en la red.

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Boletín electrónico (Abril de 2010) La Fibra Óptica
https://www.oas.org/es/citel/infocitel/2010/abril/ftth_e.asp
González, M (marzo 2017) Ondas electromagnéticas https://mgmdenia.wordpress.com/tag/ondas-
electromagneticas/
Peterson, Z (noviembre de 2023) Por qué el acoplamiento de impedancias es importante en una línea de
transmisión https://resources.altium.com/es/p/why-impedance-matching-important-transmission-line
Wikipedia (abril de 2023) Transmisión de energía eléctrica
https://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctrica
FUENTES