Impedancia en los Cables Coaxiales

Todos los cables de alimentación tienen una impedancia característica. En el caso del cable coaxial, existen dos estándares principales que se han adoptado a lo largo de los años: 75 Ω y 50 Ω. 

El cable coaxial de 50 Ω se utiliza para aplicaciones profesionales y comerciales, mientras que el cable coaxial de 75 Ω se usa casi exclusivamente para aplicaciones de TV doméstica y VHF FM. La razón de la elección de estos dos estándares de impedancia es en gran parte histórica, pero surge de las propiedades que proporcionan estos dos niveles de impedancia: 

• El cable coaxial de 75 ohmios ofrece el peso mínimo para una pérdida dada.
• El cable coaxial de 50 ohmios ofrece la pérdida mínima para un peso dado.

Aunque estos dos estándares se utilizan para la gran mayoría de los cables coaxiales que se producen, todavía es posible obtener otras impedancias para aplicaciones especializadas. Valores más altos se utilizan a menudo para instalaciones informáticas, pero también están disponibles otros valores, incluidos 25, 95 y 125 ohmios. El cable de RF en miniatura de 25 ohmios se utiliza ampliamente en transformadores de banda ancha con núcleo magnético. Estos valores y más están disponibles a través de proveedores especializados de cables coaxiales.

La impedancia del cable coaxial de RF está principalmente determinada por los diámetros de los conductores internos y externos. Además, la constante dieléctrica del material entre los conductores del cable coaxial de RF también influye. La relación necesaria para calcular la impedancia se da simplemente por la fórmula en la imagen adjunta.

Donde:

   Zo = Impedancia característica en Ω

   εr = Permeabilidad relativa del dieléctrico

   D = Diámetro interior del conductor exterior

   d = Diámetro del conductor interior

Cuanto menor sea la impedancia, mayor será la capacitancia del coaxial para una longitud dada, ya que se reduce el espacio entre los conductores. La capacitancia del coaxial también aumenta con el incremento de la constante dieléctrica, como ocurre en el caso de un condensador ordinario.

Donde: 

    C = Capacitancia en pF / metro
    εr = Permeabilidad relativa del dieléctrico
    D = Diámetro interior del conductor exterior
    d = Diámetro del conductor interior

Sin embargo, la inductancia es independiente de la constante dieléctrica del material entre los conductores y es proporcional al logaritmo del cociente entre los diámetros de los dos conductores.

Donde:

    L = Inductancia en µH / metro
    D = Diámetro interior del conductor exterior
    d = Diámetro del conductor interior