El documento describe las líneas de transmisión eléctricas, incluyendo que transmiten energía eléctrica de forma electromagnética a través de un dieléctrico, y que la dirección del campo eléctrico es perpendicular a la dirección de propagación. También explica los conceptos de líneas de transmisión balanceadas y desbalanceadas, y resume las ecuaciones matemáticas que describen el comportamiento de las ondas electromagnéticas a lo largo de una línea de transmisión.

2. Ondas electromagnéticas transversales Es la propagación de la energía eléctrica por una línea de transmisión (EMT). Viaja principalmente en el dieléctrico. La dirección de desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación.

3. Una línea de transmisión ordinaria es bidireccional; la onda puede propagarse en ambas direcciones.

4. Definición de líneas de transmisión y distribución. Es el conjunto de dispositivos para transportar o guiar la energía eléctrica desde una fuente de generación a los centros de consumo (las cargas). Y estos son utilizados normalmente cuando no es costeable producir la energía eléctrica en los centros de consumo o cuando afecta el medio ambiente(visual, acústico o físico), buscando siempre maximizar la eficiencia, haciendo las perdidas por calor o por radiaciones las mas pequeñas posibles .

5. Podemos pensar a una línea de transmisión básica como un par de electrodos que se extienden paralelos por una longitud grande (en relación con la longitud de onda) en una dada dirección. El par de electrodos se hallan cargados con distribuciones de carga (variables a lo largo de la línea) iguales y opuestas, formando un capacitor distribuido.

6. Esquema basico de una linea de transmision.

7. Al mismo tiempo circulan corrientes opuestas (variables a lo largo de la línea) de igual magnitud, creando campo magnético que puede expresarse a través de una inductancia distribuida. La potencia fluye a lo largo de la línea. Los ejemplos más importantes de líneas de transmisión son el par bifilar, el coaxil y la microcinta.

8. La energía electromagnética puede ingresar a una línea de transmisión en forma de excitación concentrada o distribuida. Las fuentes concentradas se aplican en un punto determinado de la línea y la señal se propaga por la línea desde allí. Se simula este tipo de excitación mediante fuentes de tensión y/o corriente conectadas en el sitio de ingreso de la excitación (por ejemplo, la conexión de la línea a otro circuito).

9. Una dada excitación puede generar distintas respuestas de la línea. En la figura se esquematiza una fuente concentrada en un punto de una línea cargada en ambos extremos. Esta fuente produce corrientes a lo largo de la línea que pueden representarse como la superposición de corrientes en modo común (modo de antena) y corrientes en modo diferencial (modo de línea de transmisión).

10. En el modo de antena las corrientes circulan en el mismo sentido en ambos conductores, lo que refuerza los campos individuales radiados, mientras que en el modo de línea las corrientes tienen sentidos opuestos y la radiación neta es baja.

12. Hay un infinito número de formas en las cuales los campos eléctricos y magnéticos pueden organizarse en una guía de onda a frecuencias por encima de la frecuencia de corte. Cada una de esas configuraciones del campo se denomina modo. Los modos pueden separarse en dos grupos generales.

13. Uno de ellos es el Transversal Magnético (TM por su sigla en inglés), donde el campo magnético es siempre transversal a la dirección de propagación, pero existe un componente del campo eléctrico en la dirección de propagación..

14. El otro es el Transversal Eléctrico (TE por su sigla en inglés), en el que el campo eléctrico es siempre transversal, pero existe un componente del campo magnético en la dirección de propagación . Propagación de una onda por una línea de transmisión

15. El modo de propagación se identifica por dos letras seguido por dos subíndices numéricos. Por ejemplo el TE 10, TM 11, etc. El número de modos posibles se incrementa con la frecuencia para un tamaño dado de guía, y existe un modo, llamado modo dominante, que es el único que se puede transmitir a la frecuencia más baja que soporta la guía de onda.

16. LÍNEAS DE TRANSMICION

18. LINEAS DE TANSMICION BALANCEADAS

19. Ambos conductores de la LT conducen corrientes de señal Nunguno de ellos esta al potencial de tierra La señal que se transmite se mide la diferencia de potencias entre los dos cables La mayoria de la interferencia por ruido, se induce igualmente en ambos cables, produciendo corrientes longitudinales que se cancelan en la carga

20. LINEAS DE TRANSMICION DESBALANCEADAS

21. -Un cable se encuentra en el potencial de tierra, mientras que el otro cable se encuentra en el potencial de la señal -También llamado transmisión de señal asimétrica -El cable de tierra puede sr referencia a otro cables que llevan señales -La diferencia de potencial en cada alambre se señala y se mide entre el y la tierra

22. Balunes Circuitos que se utilizan para conectar una línea de transmisión balanceada a una desbalanceada Para frecuencias relativas altas existen varios tipos de balunes

24. Oliver Heaviside desarrolló un modelo matemático de línea de transmisión, conocido como ecuaciones del telégrafo , que describe la variación instantánea de la tensión y corriente eléctricas a lo largo de un conductor.

25. Las ecuaciones constan de dos ecuaciones diferenciales lineales en función de la distancia y el tiempo: una para V(x, t) y otra para I(x, t). El modelo demuestra que la energía eléctrica puede reflejarse en la línea, y que se podían formar patrones de onda conocidos.

26. Las ecuaciones del telégrafo pueden entenderse como una simplificación de las ecuaciones de Maxwell. Para fines prácticos, se asume que el conductor está compuesto por una serie de redes bipuerto (cuadripolos) elementales, representando cada cual un segmento infinitesimal de la línea de transmisión. Un segmento infinitesimal de línea de transmisión queda caracterizado, por cuatro parámetros distribuidos , conocidos también habitualmente como parámetros primarios de la línea de transmisión.

27. INDUCTANCIA DISTRIBUIDA La inductancia distribuida (expresada en henrios por unidad de longitud) debido al campo magnético alrededor conductor, se representa como una sola bobina en serie L. El parámetro L modela el proceso de almacenamiento energético en forma de campo magnético que se produce en la línea.

28. COMPORTAMIENTO CAPACITIVO DISTRIBUIDO El comportamiento capacitivo distribuido (expresado en faradios por unidad de longitud) debido al campo eléctrico existente en el dieléctrico entre los conductores de la línea, se representa por un solo condensador en paralelo C, colocado entre "el conductor de ida" y "el conductor de retorno". El parámetro C modela el proceso de almacenamiento energético en forma de campo eléctrico que se produce en la línea.

29. RESISTENCIA DISTRIBUIDA La resistencia distribuida en el conductor (expresada en ohmios por unidad de longitud) se representa por un solo resistor en serie R. Este parámetro modela la disipación de potencia debido a la no idealidad de los conductores (pérdidas óhmicas).

30. CONDUCTANCIA DISTRIBUIDA La conductancia distribuida (expresada en mhos por unidad de longitud o siemens por unidad de longitud) se representa por una conductancia en paralelo G, colocada entre "el conductor de ida" y "el conductor de retorno". El parámetro G modela la disipación de potencia que se produce por la no idealidad del medio dieléctrico (pérdidas dieléctricas).

31. Cuando los parámetros R y G son muy pequeños, sus efectos se pueden ignorar, de manera que la línea de transmisión se puede considerar una estructura ideal y sin pérdidas. En este caso, el modelo depende sólo de los parámetros L y C, de los cuales obtenemos un par de ecuaciones diferenciales parciales, una de ellas para la tensión y otra para la corriente, a través de la línea, ambas en función de la posición o distancia x y del tiempo t .

32. Estas ecuaciones pueden combinarse para formar cualquiera de estas ecuaciones de onda exactas: Si la línea posee una longitud infinita o está terminada en su impedancia característica, estas ecuaciones nos indicarán además la presencia de una onda que viaja con velocidad

33. LÍNEA DE TRANSMISIÓN DISIPATIVA Cuando las pérdidas por disipación en los elementos R y G no son despreciables, las ecuaciones diferenciales originales que describen el cuadripolo elemental pasan a tener la forma

34. Derivando la primera ecuación respecto de x y la segunda respecto de t, obtendremos, con ayuda de manipulación algebraica, un par de ecuaciones diferenciales parciales hiperbólicas de sólo una incógnita:

35. DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE LA SEÑAL Las ecuaciones de onda indicadas líneas arriba nos muestran dos soluciones posibles para la onda viajera: una onda incidente (o progresiva) y una onda reflejada (o regresiva). Donde: se llama número de onda y posee unidades de radianes por metro, ω es la frecuencia angular o natural, en radianes por segundo,

36. f 1 y f 2 pueden ser cualesquiera funciones imaginables, y representa la velocidad de propagación de la onda. f 1 representa una onda viajera según la dirección positiva de x, mientras que f 2 representa una onda viajera según la dirección negativa de x. Se puede decir que la tensión instantánea en cualquier punto x de la línea, V(x), es la suma de las tensiones de ambas ondas.

37. Dado que la corriente I guarda relación con la tensión V en las ecuaciones del telégrafo, podemos escribir: Donde: es la impedancia característica (en ohmios) de la línea de transmisión.