Experimento: linhas de transmissão

Ondas Eletromagnéticas Aplicadas
Laboratório 1 – Linhas de Transmissão

Em laboratório foi montado o circuito esquematizado na Figura 1.

Figura 1: Esquema do circuito montado em laboratório. Temos que a tensão pulsada fornecida pelo gerador foi programada para Vg=2V enquanto a impedância do gerador valia Zg=50Ω. A impedância característica da linha, Z0, era incialmente desconhecida. O comprimento da linha era L=100m. O experimento consistia em variar a impedância da carga ZC e, conectando um canal do osciloscópio de modo a observar a tensão no gerador e outro de modo a observar a tensão na carga, verificar o que acontecia para diferentes impedâncias da carga.
Para determinar a frequência do sinal gerado foi suposto inicialmente que a onda de tensão se propagaria pela linha na velocidade da luz, ou seja, supôs-se a condição de velocidade máxima, e, portanto, o fator de velocidade seria fv=vfc0=1. Como a velocidade é uma medida do tempo de demora para percorrer certa distância temos então que na velocidade da luz a onda demoraria para percorrer os 100m de linha de transmissão 333,3ns. Sabemos que para o cabo coaxial ser modelado, de fato, como uma linha de transmissão o comprimento de onda que o atravessa deve ser muito maior que seu comprimento, ou seja, o período do sinal gerado deveria ser muito maior que 333,3ns. Foi proposto, então, 1µs. Mas isso seria para uma onda que se propaga na velocidade da luz. Sabemos que, de fato, a velocidade é muito menor que isso, ou seja, o tempo para percorrer a linha deve ser maior que 333,3ns. Por segurança, então, o período do sinal gerado foi determinado 2µs e a frequência 500kHz. Já o tempo de duração do pulso, então, foi proposto 200ns, aproximadamente 10% do período.

* ZC=50Ω: Impedâncias casadas
No primeiro teste foi colocada uma carga de impedância de 50Ω. Segue na Figura 2 a leitura feita pelo osciloscópio do sinal no gerador (em laranja) e na carga (em verde).

Figura 2: Leitura feita pelo