Cabo coaxial: impedância, atraso, quarto de onda e perda
Informe as medidas do cabo, o dielétrico, o fator de velocidade, o comprimento e a frequência para ver impedância, atraso, quarto de onda e perda em dB.
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As cinco contas do cabo
Z0 = 138 ÷ raiz(εr) × log10(D ÷ d)
velocidade = fator de velocidade × c c = 299.792.458 m/s
atraso = comprimento ÷ velocidade
quarto de onda no cabo = fator de velocidade × c ÷ (4 × frequência)
perda total = perda por 100 m × comprimento ÷ 100
D é o diâmetro interno da malha e d, o diâmetro do condutor central, na mesma unidade. εr é a constante dielétrica do isolante entre os dois. A fórmula de Z0 é uma aproximação para RF, a partir de cerca de 100 kHz.
Fator de velocidade típico por isolante
| Dielétrico | Fator de velocidade típico |
|---|---|
| Polietileno sólido | cerca de 0,66 |
| Polietileno espuma | 0,78 a 0,88 |
| PTFE sólido | cerca de 0,70 |
| PTFE espuma | cerca de 0,84 |
| Ar | cerca de 1,00 |
Nota: São valores típicos de uma fonte secundária (Wikipedia, Coaxial cable) e variam com o fabricante. Por isso o campo vem com 0,66 mas é editável: confira o fator do datasheet do seu cabo. O mesmo vale para a perda por 100 m, que depende do cabo e da frequência e não tem valor padrão aqui.
Exemplo resolvido
Com D = 3,5 mm, d = 1 mm e εr = 2,25, a impedância é 50,05 ohms. Com fator de velocidade 0,66, o sinal viaja a 197.863.022 m/s; em 10 m o atraso é 50,54 ns.
A 100 MHz, um quarto de onda neste cabo mede 0,4947 m. Com perda de 8,5 dB por 100 m, os 10 m perdem 0,85 dB.
Outro cabo, com D = 4,7 mm, d = 0,8 mm e εr = 2,3, dá 69,98 ohms.
Limites da estimativa do cabo
- A conta é de estimativa de quantidade e comprimento: não dimensiona instalação, antena nem sistema de transmissão. Siga o manual do fabricante e um profissional habilitado.
- O quarto de onda usa a frequência digitada em MHz e o fator de velocidade informado; cabos reais têm tolerância.
- D precisa ser maior que d; senão não existe cabo coaxial com essas medidas.
Perguntas frequentes
Como calcular a impedância característica de um cabo coaxial?
Use Z0 = 138 ÷ raiz(εr) × log10(D ÷ d). Com D = 3,5 mm, d = 1 mm e εr = 2,25, a impedância é 50,05 ohms. É uma aproximação válida em RF.
O que é o fator de velocidade do cabo coaxial?
É a fração da velocidade da luz com que o sinal viaja no cabo. O valor típico do polietileno sólido é cerca de 0,66, mas varia com o fabricante: confira o datasheet do seu cabo.
Como calcular o atraso do sinal em cabo coaxial?
Divida o comprimento pela velocidade, fator de velocidade × 299.792.458 m/s. Para 10 m com fator 0,66, o atraso é 50,54 ns.
Como calcular o comprimento de stub quarto de onda em coaxial?
Calcule fator de velocidade × c ÷ (4 × frequência). A 100 MHz com fator 0,66, o quarto de onda mede 0,4947 m. Corte final deve seguir o manual e a medição.