¿Cómo se propagan las ondas a lo largo de una línea de transmisión?

Answer 1

La onda se propaga en el campo electromagnético entre los conductores. La onda está unida a los conductores porque las corrientes que crean su componente magnético están unidas a los conductores y las densidades de carga que crean su campo eléctrico también están unidas a los conductores. Los conductores extraen energía de la ola para mantener las corrientes y las densidades de carga.

El campo eléctrico y el campo magnético en la parte de propagación de la onda están en ángulo recto entre sí y con la dirección de propagación que es paralela al eje de la línea de transmisión. El campo eléctrico de propagación se encuentra con la superficie del conductor en ángulo recto y el campo magnético de propagación es tangencial en la superficie del conductor. Justo dentro del conductor, el campo magnético sigue siendo tangencial a la superficie. Sin embargo, el campo eléctrico justo dentro de la superficie del conductor es paralelo al eje de la línea de transmisión.

El campo eléctrico experimenta una rotación de 90 grados desde el exterior de la superficie del conductor hasta el interior de la superficie. La ley de Snell predice este ángulo de desviación cuando la onda ingresa al conductor. La velocidad de la luz dentro de un conductor es tan lenta que cualquier onda EM que ingresa al conductor se gira de manera tal que ingresa al conductor exactamente con normalidad. Esto es afortunado ya que produce exactamente el campo eléctrico necesario para producir las corrientes que producen el campo magnético que constituye la onda.

Answer 2

No estoy seguro de cuán profundamente quieres entender esto, pero comenzaría pensando de esta manera.

Piense primero en una línea de transmisión infinitamente larga. Simplemente coloque un voltaje de CC en un extremo. Reconozca que tomará tiempo para que ese voltaje aparezca a lo largo de la línea y, por lo tanto, viaja a lo largo de la línea. Los conceptos de línea de transmisión entran en juego cuando el tiempo que tardan las señales en viajar de un punto a otro se vuelve significativo y todo en todo el circo no ocurre al mismo tiempo.

Una línea de transmisión infinitamente larga simplemente aparecerá como una resistencia. La resistencia es un valor igual a la impedancia característica de la luz de transmisión. Por lo tanto, la corriente fluirá en la línea de transmisión en esos terminales dependiendo del voltaje y la impedancia característica. Hace muchos años, esto solía llamarse la impedancia de sobretensión.

Si ese voltaje varía, la corriente variará en consecuencia, pero como anteriormente, esos cambios tomarán tiempo para propagarse por la línea.

Teniendo esto en cuenta, puede profundizar en la capacitancia e inductancia por unidad de longitud, etcétera, etcétera, etcétera. El voltaje debe cargar la capacitancia entre los dos conductores. La corriente acumula también un campo magnético. Puede, paso a paso, mostrar cómo una sección de la línea transfiere esa carga y esa corriente a la siguiente sección de la línea.