Problemas unidades 1 y 2 (Leonel Arguelles) - Leonel Argüelles Chimal

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Nombre: Leonel Arguelles Chimal 
Carrera: Ing. Electrónica y Comunicaciones 
Facultad: Ing. Eléctrica y Electrónica 
E.E: Líneas de transmisión y guías de onda 
Actividad: Examen analítico de las unidades 1 y 2 
 
Universidad 
Veracruzana 
REGION: VERACRUZ 
 
 
Problema 1.- Se tiene una línea de transmisión tipo coaxial, cuyo diámetro del conductor 
externo es de 3.8 mm, y el del conductor interno es de 1.6 mm. Se sabe que el dieléctrico 
posee una permitividad εr= 5.4; y el material del conductor es níquel. (Simulador SiPa-
Coax) 
Determine: 
a) Los Parámetros Primarios, 
b) La Frecuencia de Corte a 1GHz, 
c) La Impedancia Característica. 
Continuación de problema 1 
 
 
RESULTADOS: a). - RT = 4.664 Ω/m, RINT = 3.2902 Ω/m, L= 172.99 nH/m, C= 
346.82 pF/m, G= 1.30x103 S/m, b). -fc= 598.47 Hz, c) Zo= 22.30 Ω 
 
 
 
 
 
Problema 2.- Un cable coaxial con conductores de cobre, dieléctrico de polipropileno, 
con un diámetro interior de 2.6mm y exterior de 9.4mm, trabaja en frecuencia de 5MHz. 
Calcular: (Simulador SiPa-Coax) 
a) La Impedancia Característica, 
b) Los Parámetros Primarios, 
c) La Velocidad y el Factor de Propagación en la línea. 
Continuación de problema 2 
 
 
 RESULTADOS: a).-Zo= 51.35 Ω, b).- RT= 91.18x10-3 Ω/m, RINT = 71.43 x10-3 Ω/m, 
L= 257.03 nH/m, C= 97.26 pF/m G= 916.61x10-9 S/m, c).- VP = 199.8x106, F.P.= 0.666 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 3.- Se tiene una línea bifilar con conductores de plata cuyo radio es de 1.5mm 
y la separación entre sus centros es de 4mm, por medio de teflón. Calcular: (Simulador 
SiPa-Bifi) 
a) La Impedancia Característica, 
b) Los Parámetros Primarios. 
RESULTADOS: a).- Zo = 75.50 Ω, b).- R = 4.5857 x10-3 Ω/m, L = 418.146 x10-9 H/m, 
C = 73.3412 pF/m, 
G = 138.24 pS/m 
 
Continuación de problema 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 4.- Determine la impedancia característica de una línea bifilar con dieléctrico 
de aire cuya relación de diámetro distancia es de 14, ¿Cuál sería el nuevo valor 
considerando la mínima distancia de separación posible? (Simulador SiPa-Bifi) 
 
Problema 5.- Determine la impedancia característica en alta y baja frecuencia para un 
cable coaxial tipo RG59A el cual tiene las siguientes especificaciones: Dinterior= 0.3 in 
Dext= 0.12 in, dieléctrico de baquelita, una C = 34 pf/ft y una L = 0.345 μH/ft. (Simulador 
SiPa-Coax) 
 
 
Problema 6.- Determine la constante de fase y velocidad de propagación de una línea 
que tiene un tiempo de retardo de 50 mseg. Su longitud es de 250Km y su frecuencia es de 
1MHz. 
RESULTADOS: a).- β= 1.2566 rad/km, b).- VP= 5.001 x106 m/s 
 
Problema 7.- Un cable coaxial tiene una capacitancia de 90 pF/m y una impedancia 
característica de 50. Calcule la inductancia de una longitud de 1m. L= 225 nH 
Problema 8.- Calcule la impedancia característica de cada una de las líneas siguientes: 
a) Una línea de alambre desnudo con conductores de 3 mm de diámetro separados 
10 mm. (Simulador SiPa-Bifi) R=227 
b) Un cable coaxial con un dieléctrico sólido de PE que tiene una r2.3, con un 
conductor interno de 2 mm de diámetro y un conductor externo de 8 mm de 
diámetro interno. R=54.8 

 
 
Problema 9.- Indique el valor de la impedancia característica de los siguientes cables: 
a. Coaxial para Transmisiones de Radio. 
b. Coaxial para Televisión por Cable. 
c. Coaxial para CCTV. 
d. Coaxial para Redes LAN. 
e. Plano Bifilar para Televisión. 
f. UTP para Redes LAN. 
g. STP para Redes LAN. 
 
 
 
 
Problema 10.- Cierta línea de transmisión cuenta con una Vm= 30 m/s. Calcular su 
longitud eléctrica, si se sabe que se encuentra en el rango medio de la UHF, posee un factor 
de velocidad de 0.66, y la longitud física de la línea es de 50 m, calcular también su tiempo 
de retardo. RESULTADOS: ℓeléctrica = 75.75, td=1.666 seg 
 
 
 
 
 
Problema 11.- Una señal de 50Mhz y 100v se alimenta a la entrada de una LT ideal 
cuyo F.P.= 0.85, determine el tiempo que tarda en alcanzar el primer máximo y la distancia 
a la que llegaría la señal en ese tiempo. RESULTADOS: td= 4.99 nseg, dtd = 11.24 m, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 12.- Determine los parámetros primarios de una línea de baja perdida con una 
impedancia característica de 80 Ω y FP= 0.7 
 
 
 
 
 
Problema 13.- Se tiene una línea bifilar con conductores de oro con radio igual a 1 mm. 
La separación que existe entre sus centros es de 2 cm. y el material aislante es plexiglás. 
Determine: (Simulador SiPa-Bifi) 
a) Los parámetros primarios de la línea (L, C, G, R). 
b) La impedancia característica (Zo). 
c) Su constante de atenuación y constante de fase (, ). 
d) Velocidad de fase de la línea bifilar (Vf). 
e) Si la línea mide 3 m. ¿Cuánto tiempo (td) tardaría una señal en viajar desde el 
generador hasta el extremo opuesto? 
Continuación de problema 13 
 
 
 
 
Continuación de problema 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 15.- Una línea de transmisión cuenta con los siguientes parámetros primaros: 
R= 20 Ω/m, L= 3mH/m, C= 5pF/m, G= 2μS/m. Determinar la impedancia característica Z0 
y las variables eléctricas en transmisión y recepción (V,I y P) si se tiene un voltaje de 
entrada de 53 V y una resistencia interna = 4Ω. 
 
Continuación problema 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 17.- Se tiene una constante de fase de 0.25 rad/km. Determine la velocidad en 
el medio y el tiempo de retardo si la longitud de la línea es de 150km. 
 
Problema 19.- Se tiene una linea bifilar con las siguientes características proporcionadas 
por el fabricante, R=4.28Ω/Km, L=2.01mH/Km, C=0.00456μF/Km, y G= 6.3 X 10-8 s/Km. 
Considerando una longitud de 10Km y un voltaje de entrada de 100v. Calcule la Zo y el Vsal 
 
 
 
 
Problema 20.- Suponga que tienen una línea con un factor de velocidad de 0.85 la cual 
tiene una longitud física de 100m represente la longitud de la línea en sus diferentes 
factores de representación si posee una frecuencia de 1MHz y un εr de 1.382. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 22.- Una línea de transmisión de 200 Km tiene los siguientes parámetros: 
R = 12.5Ω/Km, L = 37.5 mh/Km, C = 1.875 nf/Km y G = 0.625 μS/Km. La línea está terminada 
en una impedancia de carga de 4470 + j0 Ω y el voltaje en ésta es de 4cos(4000t). Calcular: (a) La 
corriente en el extremo transmisor. (b) El voltaje en el extremo transmisor y (c) La corriente a 58.5 
Km de la carga. 
 
 
Problema 25.- Una línea coaxial de baja pérdida tiene una capacidad y una inductancia 
distribuidas de 98 pF/m y 246 nH/m respectivamente. Calcular: (a) La capacidad de una línea de 1.5 
m de longitud, utilizada como sonda de osciloscopio. (b) Z0. (c) La velocidad de propagación y la 
longitud de onda en la línea. (d) discutir en qué medida afecta la capacidad distribuida a la respuesta 
en frecuencia, si la sonda se va utilizar en un osciloscopio de 100 MHz. 
 
 
 
 
 
 
Problema 26.- Un cable coaxial con pérdidas insignificantes tiene una impedancia 
característica de 50Ω y la velocidad de propagación es de 2×108 
m/s. Hallar la inductancia y la capacidad distribuida. 
 
Problema 27.- Una línea de transmisión con dieléctrico de aire tiene una longitud de 20 m. 
a. ¿Cuál es la longitud de la línea en longitudes de onda? 
b. ¿Cuál es el valor de β a 10 MHz y cuál a 100 MHz? 
c. ¿Cuál es la velocidad de propagación a esas frecuencias? 
 
Continuación de problema 27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 29.- Una línea de transmisión tiene una impedancia característica de 50 Ω y está 
terminada en una resistencia pura. Calcule y haga una gráfica de la magnitud y fase del coeficiente 
de reflexión como función de la resistencia de carga, para valores de ésta entre 0 y 250 Ω. 
 
Continuación ejercicio 29 
 
 
 
 
 
 
Problema 34.- Una línea de transmisión acopladade manera apropiada tiene una pérdida de 1.5 
dB/100 m. Si se suministran 10 W a un extremo de la línea, ¿cuántos W llegan a la carga situada a 
27 m? 
RESULTADO: PL = 9.1 W 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 35.- ¿Qué longitud de cable coaxial estándar RG-8/U ( Vf 0.66 ) se requiere para 
obtener un desplazamiento de fase de 45º a 200 MHz? 
RESULTADO: l =0.124 m 
Problema 36.- Una línea que tiene una impedancia de 50 y un factor de velocidad de 0.95 se 
utiliza para mediciones con un generador y una carga resistiva que se sabe es mayor que 50 . Se 
encuentra que el voltaje máximo en la línea es de 10 V y el mínimo es de 3 V. La distancia entre 
dos mínimos es de 75 cm. Calcule: 
a) La longitud de onda de la línea. R 1.5 m 
b) La frecuencia del generador. R 190 MHz 
c) La SWR. R 3.3333 
d) La resistencia de la carga. R 167 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problema 37.- Calcule la impedancia de entrada de una línea de 50 de 1 m de longitud, 
terminada en una impedancia de carga de 100 , si la línea tiene un factor de velocidad de 0.8 y 
opera a una frecuencia de 30 MHz. 
RESULTADO: Zent = 40 - j30 
 
Problema 38.- Encuentre la longitud necesaria de una línea terminada en circuito abierto para 
que a 600 MHz presente a la entrada una reactancia capacitiva de –j20. La impedancia 
característica de la línea es 75.6 y la permitividad relativa del dieléctrico 1.