Le calculateur de câbles coaxiaux pour l'impédance, l'inductance et la capacité aide les ingénieurs et les professionnels à concevoir et à optimiser les câbles coaxiaux. Les câbles coaxiaux sont largement utilisés dans les télécommunications, les réseaux et la radiodiffusion. Ces câbles s'appuient sur des valeurs précises d'impédance, d'inductance et de capacité pour maintenir l'intégrité du signal et minimiser les pertes pendant la transmission. Le calculateur permet aux utilisateurs de calculer ces propriétés électriques en fonction des caractéristiques physiques de base du câble, telles que les diamètres des conducteurs intérieurs et extérieurs et la permittivité relative du matériau diélectrique.
Paramètres clés
Pour effectuer les calculs nécessaires, les paramètres suivants sont requis :
- D (diamètre extérieur du conducteur): Le diamètre extérieur du câble coaxial. Ce diamètre affecte la façon dont le câble interagit avec l'environnement et influence les valeurs d'impédance et d'inductance.
- d (diamètre du conducteur intérieur):Le diamètre intérieur du câble, qui est le conducteur qui transporte le signal électrique.
- εr (permittivité relative):La permittivité relative du matériau diélectrique entre les conducteurs. Cette valeur détermine la capacité du matériau à stocker l'énergie électrique et influence la capacité.
Formules
Voici les formules utilisées pour calculer le clé propriétés des câbles coaxiaux :
Impédance (Z):
Z = 138 * log(D/d) / sqrt(εr)
Inductance par unité de longueur (L) :
L = 0.002 * log(D/j)
Capacité par unité de longueur (C) :
C = (7.354 * εr) / log(D/d)
Où :
- Z est l'impédance en ohms (Ω)
- L est l'inductance en henrys par mètre (H/m)
- C est la capacité en farads par mètre (F/m)
- D ainsi que d sont les diamètres des conducteurs extérieurs et intérieurs, respectivement
- εr est la permittivité relative du matériau diélectrique
Cohérence de l'unité et notes
Pour garantir des calculs précis, les diamètres (D et d) doivent être dans la même unité, comme les millimètres ou les pouces. Les unités d'inductance et de capacité sont généralement données en henrys par mètre (H/m) ainsi que farads par mètre (F/m), respectivement. La permittivité relative (εr) est généralement une valeur constante pour un matériau diélectrique donné, tel que le polyéthylène ou le Téflon, et doit être connue pour le câble spécifique utilisé.
Tableau de référence général
Le tableau ci-dessous fournit des valeurs typiques pour certains câbles coaxiaux pour aider les utilisateurs à trouver rapidement les paramètres dont ils ont besoin pour le calcul sans avoir à effectuer les calculs à chaque fois. fois:
| Diamètre extérieur (D) | Diamètre intérieur (d) | Permittivité relative (εr) | Impédance (Z) | Inductance (L) | Capacité (C) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 mm | 1 mm | 2.25 | 50 Ω | 0.40 H/m | 78 pF / m |
| 10 mm | 2 mm | 2.35 | 75 Ω | 0.48 H/m | 68 pF / m |
| 12 mm | 3 mm | 2.55 | 100 Ω | 0.52 H/m | 64 pF / m |
Exemple
Calculons l'impédance, l'inductance et la capacité d'un câble coaxial avec les valeurs suivantes :
- Diamètre extérieur (D) = 10 mm
- Diamètre intérieur (d) = 2 mm
- Permittivité relative (εr) = 2.35
En utilisant les formules fournies :
- Impédance (Z):
Z = 138 * log(10/2) / sqrt(2.35)
Z = 138 * log(5) / sqrt(2.35)
Z ≈ 138 * 0.69897 / 1.531
Z ≈ 64.91 Ω - Inductance (L):
L = 0.002 * log(10/2)
L ≈ 0.002 * 0.69897
L ≈ 0.0014 H/m - Capacité (C):
C = (7.354 * 2.35) / log(10/2)
C ≈ 17.299 / 0.69897
C ≈ 24.74 pF/m
Ainsi, pour ce câble coaxial, l'impédance est d'environ 64.91 ohms, l'inductance est de 0.0014 H/m et la capacité est de 24.74 pF/m.
FAQ les plus courantes
L'impédance est un facteur essentiel pour garantir que le câble est correctement adapté aux appareils connectés. Si l'impédance ne correspond pas, des réflexions de signal peuvent se produire, ce qui peut dégrader la qualité du signal et provoquer des interférences. L'adaptation d'impédance est essentielle pour une transmission de signal de haute qualité dans des systèmes tels que la télévision, Internet et les applications de radiofréquence.
La permittivité relative (εr) du matériau diélectrique joue un rôle crucial dans la détermination de la capacité du câble et de la vitesse du signal. Une valeur εr plus élevée entraîne une capacité plus élevée et une vitesse de transmission du signal plus lente. Différents matériaux diélectriques, tels que le polyéthylène ou le Téflon, ont des valeurs εr différentes, et celles-ci affectent les performances globales du câble coaxial.
Les diamètres des conducteurs intérieurs et extérieurs influencent directement l'impédance, l'inductance et la capacité du câble. Un diamètre extérieur plus grand et un diamètre intérieur plus petit réduisent généralement l'impédance, ce qui rend le câble plus adapté aux applications haute fréquence. Un diamètre intérieur plus grand peut également réduire l'inductance, tandis que la capacité augmente à mesure que le rapport des conducteurs change.