Calculadora de impedância de cabo coaxial

Calcule a impedância característica do cabo coaxial, capacitância, indutância por unidade de comprimento e frequência de corte a partir das dimensões do condutor interno/externo e do dielétrico.

Loading calculator...

Fórmula

Z_0 = \frac{60}{\sqrt{\varepsilon_r}} \ln\!\left(\frac{D}{d}\right)

Referência: Wadell, "Transmission Line Design Handbook" 1991, Chapter 3

D — Inner diameter of outer conductor (mm)

d — Outer diameter of inner conductor (mm)

εᵣ — Relative permittivity of dielectric

Como Funciona

A impedância do cabo coaxial é um parâmetro crítico no projeto do sistema de RF, determinado pelas relações geométricas entre o condutor interno e a blindagem externa. A equação fundamental Z0 = (60/√θr) ·ln (D/d) reflete como a constante dielétrica (θr) e as dimensões físicas influenciam as características de transmissão do sinal. O diâmetro interno do condutor (d) e o diâmetro externo da blindagem (D) criam uma relação logarítmica que determina a impedância característica do cabo. Essa impedância representa a relação complexa entre tensão e corrente em qualquer ponto ao longo de uma linha de transmissão infinitamente longa, garantindo uma transferência de sinal ideal e reflexões mínimas. Os cabos de baixa impedância geralmente têm condutores mais largos, enquanto os projetos de impedância mais alta apresentam espaçamentos mais estreitos. O material dielétrico entre os condutores desempenha um papel crucial, com sua permissividade afetando diretamente a velocidade de propagação do sinal e a correspondência de impedância.

Exemplo Resolvido

Considere um cabo coaxial com um diâmetro de condutor interno de 0,5 mm e um diâmetro de blindagem externa de 4,2 mm, usando um dielétrico de Teflon com δr de 2,1. Conectando esses valores à fórmula de impedância: Z0 = (60/√2,1) ·ln (4,2/0,5) = (60/1,449) ·ln (8,4) = 41,4 · 2,13 = 50,2 Ω. Esse cálculo corresponde às especificações padrão do cabo RF de 50Ω, demonstrando como relações geométricas precisas determinam as características da linha de transmissão. A impedância resultante seria adequada para muitas aplicações de RF, como equipamentos de teste, geradores de sinal e sistemas de comunicação.

Dicas Práticas

✓Sempre use pinças de precisão ao medir os diâmetros dos condutores para cálculos precisos
✓Considere usar analisadores de rede vetorial para validar cálculos de impedância teórica
✓Selecione a impedância do cabo que corresponda aos componentes de rede dentro de ± 2% de tolerância para projetos críticos de RF

Erros Comuns

✗Negligenciando a rugosidade da superfície do condutor, que pode afetar a transmissão do sinal de alta frequência
✗Assumindo impedância linear em todas as frequências sem considerar o efeito da pele
✗Ignorando os efeitos da temperatura e do estresse mecânico na impedância do cabo

Perguntas Frequentes

Por que 50Ω é uma impedância de cabo coaxial comum?

50Ω representa um compromisso ideal entre manuseio de energia, integridade do sinal e padronização de conectores/componentes em várias aplicações de RF.

Como o comprimento do cabo afeta a impedância?

Os cabos coaxiais ideais mantêm a impedância consistente, independentemente do comprimento, mas fatores práticos, como interfaces de conectores e tolerâncias de fabricação, podem introduzir pequenas variações.

Posso usar essa calculadora para todos os tipos de cabos?

A fórmula se aplica principalmente a cabos coaxiais dielétricos de ar/sólido. Cabos especializados, como semirrígidos ou dielétricos de espuma, podem exigir cálculos mais complexos.

Qual o impacto da temperatura na impedância do cabo?

As variações de temperatura podem causar pequenas mudanças dimensionais nos condutores e no dielétrico, potencialmente mudando a impedância em 1-2% em ambientes extremos.

Quão precisas devem ser as medições dos condutores?

Para projetos profissionais de RF, as medições do diâmetro do condutor devem ser precisas dentro de ± 0,01 mm para garantir cálculos de impedância significativos.

Shop Components

Affiliate links — we may earn a commission at no cost to you.

SMA Connectors

Standard SMA RF connectors for board-to-cable connections

DigiKey →Mouser →

RF Cables

Coaxial cable assemblies for RF signal routing

DigiKey →Mouser →

Spectrum Analyzer

Compact spectrum analyzer modules for RF measurement

DigiKey →Mouser →

Related Calculators

Microstrip Impedance

Calculate microstrip transmission line impedance using Hammerstad-Jensen equations. Get Z₀, effective dielectric constant, and propagation delay for PCB trace design.

VSWR / Return Loss

Convert between VSWR, return loss, reflection coefficient, mismatch loss, and reflected/transmitted power percentage for RF impedance matching.

Link Budget

Calculate RF link budget: transmit power, free space path loss, antenna gains, and received signal level. Determine link margin and maximum range.

dBm Converter

Convert dBm to watts, milliwatts, dBW, dBμV, and volts RMS. Essential RF power unit conversion tool for signal levels and link budgets.

Cascaded NF

Calculate cascaded noise figure for a chain of RF stages using the Friis formula. Essential for LNA and receiver chain design.

Skin Depth

Calculate the skin depth (penetration depth) of electromagnetic fields in conductors as a function of frequency and material properties.