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Factor de velocidad

El factor de velocidad ( VF ) [ 1 ] de un medio de transmisión es la relación entre la velocidad a la que un frente de onda (de una señal electromagnética, una señal de radio , ...

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El factor de velocidad ( VF ) [ 1 ] de un medio de transmisión es la relación entre la velocidad a la que un frente de onda (de una señal electromagnética, una señal de radio , un pulso de luz en una fibra óptica o un cambio de voltaje eléctrico en un cable de cobre ) pasa a través del medio, y la velocidad de la luz en el vacío . Para señales ópticas, el factor de velocidad es el recíproco del índice de refracción .

La velocidad de las ondas de radio en el vacío , por ejemplo, es igual a la de la luz , por lo que el factor de velocidad de una onda de radio en el vacío es 1,0 (unidad). En el aire, el factor de velocidad es de aproximadamente 0,9997 . En los cables eléctricos, el factor de velocidad depende principalmente del material aislante (véase la tabla a continuación).

En las industrias de redes informáticas y cables, los términos velocidad de propagación (VoP ovPAG{\displaystyle v_{\mathrm {P} }}) y la velocidad de propagación de ondas también se utiliza para referirse a una relación de velocidades. [ 2 ] En un contexto general de ciencia e ingeniería, estos términos se entenderían como una velocidad real , con dimensión de distancia por tiempo (y unidades como metros por segundo), [ 3 ] mientras que el factor de velocidad se utiliza para la relación.

Factores de velocidad típicos

El factor de velocidad es una característica importante de los medios de comunicación, como los cables de categoría 5 y las líneas de transmisión de radio . El cable de datos plenum suele tener un factor de velocidad (VF) entre 0,42 y 0,72 (del 42 % al 72 % de la velocidad de la luz en el vacío) y el cable riser alrededor de 0,70 (aproximadamente 210 000 000 m/s o 4,76 ns por metro).  

Algunos factores de velocidad típicos para cables de radiocomunicaciones proporcionados en manuales y textos se presentan en la siguiente tabla: [ 8 ] [ 9 ]

Cálculo del factor de velocidad

onda eléctrica

VF es igual al recíproco de la raíz cuadrada de la constante dieléctrica ( permitividad relativa ),κ{\displaystyle \kappa }oϵr{\displaystyle \epsilon _ {\mathrm {r} }}del material a través del cual pasa la señal:

VF=1κ {\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\kappa }}}\ }

en el caso habitual donde la permeabilidad relativa ,μr{\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}, es 1. En el caso más general:

VF=1μrϵr {\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\mu _{\mathrm {r} }\epsilon _{\mathrm {r} }}}}\ }

que incluye materiales conductores magnéticos inusuales, como la ferrita .

El factor de velocidad para una línea de transmisión sin pérdidas viene dado por:

VF=1do0L′do′ {\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{c_{\mathrm {0} }{\sqrt {L'C'}}}}\ }

dóndeL′{\displaystyle L'}es la inductancia lineal (inductancia por unidad de longitud, en henrios por metro),do′{\displaystyle C'}es la capacitancia lineal (capacitancia por unidad de longitud) entre los dos conductores (capacitancia por longitud, en faradios por metro), ydo0{\displaystyle c_{\mathrm {0} }}es la velocidad de la luz en el vacío.

Onda óptica

VF es igual al recíproco del índice de refracción.norte{\displaystyle {n}}del medio, generalmente fibra óptica .

VF=1norte {\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{n}}\ }

Véase también

Referencias

  1. ↑ Gottlieb, IM, Técnicas prácticas de diseño de potencia de RF , TAB Books, 1993, ISBN 0-8306-4129-7, pág. 251 ('factor de velocidad')
  2. ↑ Velocidad de propagación , General Cable Australia Pty Ltd, consultado el 13 de febrero de 2010.
  3. ↑ "velocidad de propagación" en Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary , Edimburgo, 1991, ISBN 1-85296-150-3
  4. ↑ IEEE 802.3 Cláusula 8.4.1.3 La velocidad mínima requerida de propagación es 0,77 c.
  5. ↑ Cláusula 15.3.1.3 de IEEE 802.3: El retardo de propagación deberá ser ≤5 μs/km. (Esto equivale a una velocidad de propagación de 0,67c).
  6. ↑ IEEE 802.3 Cláusula 10.5.1.3 La velocidad mínima requerida de propagación es 0,65 c.
  7. ↑ IEEE 802.3 Cláusula 14.4.2.4 El retardo máximo de propagación del par trenzado será de 5,7 ns/m (velocidad mínima de 0,585 × c).
  8. ↑ Silver, H. Ward, ed. (2011). «Capítulo 22: Datos de componentes y referencias». Manual ARRL de comunicaciones por radio (88.ª ed.). Newington, CT: ARRL . pág. 22.48. ISBN   978-0-87259-096-0.
  9. ↑ Kaiser, Kenneth L. (2005). Líneas de transmisión, adaptación de impedancias y diafonía . Boca Raton, FL: CRC Press . págs. 2–24 . ISBN  978-0-8493-6362-7.
  10. ↑ "HJ8-50B" (PDF) . commscope.com . Archivado del original (PDF) el 14 de agosto de 2022 . Consultado el 22 de marzo de 2022 .
  11. ↑ Catálogo global de Belden (PDF) (Informe). 7810A – vía belden.com.
  12. ↑ "8723 cable de par trenzado blindado multiconductor" (PDF) . Belden.com . Archivado del original (PDF) el 19 de enero de 2018. Consultado el 6 de julio de 2017 .