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documento de ondas guiadas, Ejercicios de Ingeniería de Microondas y Acústica

guia para el estudio de tu examen a titulo de insuficiencia de la materia de ondas guiadas

Tipo: Ejercicios

2018/2019

Subido el 24/02/2019

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GUÍA PARA EL ETS DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS GUIADAS
1.- Una línea de transmisión tiene un factor de disipación de 5x10-4, dicha línea está
construida con un par de conductores de cobre de diámetro igual a 3 mm cada uno,
separados 2.5 cm y tienen un recubrimiento cuya constante dieléctrica relativa es de 1.5 y
una permeabilidad igual a la del aire. La conductividad del cobre es de 5.8x10 7 mhos/m. La
línea opera con una frecuencia de 62.84x106 rad/s. Calcular:
a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de
longitud.
b) Impedancia característica.
c) Constante de propagación.
d) Velocidad de fase y longitud de onda.
2.- Una línea de transmisión coaxial tiene un factor de disipación de 5x10-4, dicha línea está
construida con conductores de cobre cuyos diámetros son 1.5 mm y 4.5 mm,
respectivamente, tienen un dieléctrico cuya constante dieléctrica relativa es de 1.5 y una
permeabilidad igual a la del aire. La resistividad del cobre es de 1.7x10 -8 F0
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. La línea opera
con una frecuencia de 1884.96x106 rad/s. Calcular:
a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de
longitud.
b) Impedancia característica.
c) Constante de propagación.
d) Velocidad de fase y longitud de onda.
3.- Una línea telefónica de uso interior, para efectuar la conexión de la caja del teléfono a la
red exterior, consiste de dos conductores paralelos de cobre con diámetro de 0.60 mm. La
separación entre los centros de los conductores es de 2.5 mm y el material aislante entre
ambos es polietileno (permitividad relativa=2.25). Calcule los parámetros L, C, R y G por
unidad de longitud a una frecuencia de 3 KHz, la impedancia característica de la línea, la
constante de propagación, la velocidad de fase y la longitud de onda.
4.- Un cable coaxial utilizado en sistemas de VHF, UHF y microondas tiene conductores de
cobre separados entre sí con polietileno. El radio del conductor interno es de 1.5 mm y el del
externo es de 4.8 mm. Obtenga los parámetros L, C, R y G por unidad de longitud a 100 MHz
y a 1 GHz, además calcule la impedancia característica de la línea y su constante de
propagación.
5.- Un cable coaxial empleado para transmitir potencias elevadas en VHF, UHF y microondas
está formado por dos conductores aislados con aire. El conductor interno permanece
centrado gracias a una fina y rígida hélice vertebral de polietileno. El radio del conductor
interno es de 10 mm y el del externo es de 36 mm. Ignore la hélice de polietileno y suponga
que todo el volumen entre los dos conductores está relleno de aire. Para este cable grueso
de alta potencia, calcule lo siguiente para 10 GHz:
a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de
longitud.
b) Impedancia característica.
c) Constante de propagación.
d) Velocidad de fase y longitud de onda.
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GUÍA PARA EL ETS DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS GUIADAS

1.- Una línea de transmisión tiene un factor de disipación de 5x10 -4, dicha línea está construida con un par de conductores de cobre de diámetro igual a 3 mm cada uno, separados 2.5 cm y tienen un recubrimiento cuya constante dieléctrica relativa es de 1.5 y una permeabilidad igual a la del aire. La conductividad del cobre es de 5.8x10 7 mhos/m. La línea opera con una frecuencia de 62.84x10 6 rad/s. Calcular: a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de longitud. b) Impedancia característica. c) (^) Constante de propagación. d) Velocidad de fase y longitud de onda.

2.- Una línea de transmisión coaxial tiene un factor de disipación de 5x10 -4, dicha línea está construida con conductores de cobre cuyos diámetros son 1.5 mm y 4.5 mm, respectivamente, tienen un dieléctrico cuya constante dieléctrica relativa es de 1.5 y una permeabilidad igual a la del aire. La resistividad del cobre es de 1.7x10 -8^ F 05 7. La línea opera con una frecuencia de 1884.96x10 6 rad/s. Calcular: a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de longitud. b) Impedancia característica. c) Constante de propagación. d) Velocidad de fase y longitud de onda.

3.- Una línea telefónica de uso interior, para efectuar la conexión de la caja del teléfono a la red exterior, consiste de dos conductores paralelos de cobre con diámetro de 0.60 mm. La separación entre los centros de los conductores es de 2.5 mm y el material aislante entre ambos es polietileno (permitividad relativa=2.25). Calcule los parámetros L, C, R y G por unidad de longitud a una frecuencia de 3 KHz, la impedancia característica de la línea, la constante de propagación, la velocidad de fase y la longitud de onda.

4.- Un cable coaxial utilizado en sistemas de VHF, UHF y microondas tiene conductores de cobre separados entre sí con polietileno. El radio del conductor interno es de 1.5 mm y el del externo es de 4.8 mm. Obtenga los parámetros L, C, R y G por unidad de longitud a 100 MHz y a 1 GHz, además calcule la impedancia característica de la línea y su constante de propagación.

5.- Un cable coaxial empleado para transmitir potencias elevadas en VHF, UHF y microondas está formado por dos conductores aislados con aire. El conductor interno permanece centrado gracias a una fina y rígida hélice vertebral de polietileno. El radio del conductor interno es de 10 mm y el del externo es de 36 mm. Ignore la hélice de polietileno y suponga que todo el volumen entre los dos conductores está relleno de aire. Para este cable grueso de alta potencia, calcule lo siguiente para 10 GHz: a) Resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia de la línea por unidad de longitud. b) Impedancia característica. c) Constante de propagación. d) Velocidad de fase y longitud de onda.

6.- Las constantes primarias de una línea telefónica bifilar a 1 GHZ son: R=6x10 -3^ F 05 7/m, L=2x10 -6^ H/m, C=5x10 -12^ F/m y G=0.3x10 -9^ mhos/m. Se supone que al final de la línea hay un aparato receptor que presenta una impedancia de 600 F 05 7. Calcule la impedancia característica de la línea, la constante de propagación, el coeficiente de reflexión y la relación de onda estacionaria.

7.- Una línea de transmisión con dieléctrico de aire y sin pérdidas opera a una frecuencia de 200 MHz, su impedancia característica es 73 F 05 7 y está terminada con una resistencia de 30 F 0 5 7 y un capacitor de 15 pF. ¿Cuál es el valor de ROE de voltaje sobre la línea y a qué distancia de la carga se encuentra el primer mínimo y primer máximo de tensión?

8.- CARTA DE SMITH.- Una línea de transmisión de 50 Ω sin pérdidas opera a una velocidad de. Si en d = 0 se localiza una impedancia de 60 + j30 Ω, encuentre: a) La relación de onda estacionaria de voltaje. b) El coeficiente de reflexión de voltaje. c) La impedancia de entrada si f = 200 MHz y la entrada se encuentra en d = 110 m.

9.- CARTA DE SMITH.- El patrón de onda estacionaria de voltaje, observado sobre una sección de línea ranurada coaxial con dieléctrico de aire, muestra una relación de onda estacionaria de 2.50 y un mínimo de voltaje a 8.75 cm del extremo de la carga Terminal de la sección. La impedancia característica de la sección a la frecuencia de operación de 800 MHz es de 50+j0 Ω y la separación entre el punto de entrada y la carga es de 15 cm. Determine: a) El valor de la impedancia de carga. b) La impedancia a la entrada del sistema. c) La impedancia leída a 7 cm desde la carga. d) Acople el sistema utilizando un elemento en serie. e) Acople utilizando un elemento en paralelo.

10.- CARTA DE SMITH.- Una línea de transmisión de 100 Ω está conectada a una impedancia de carga desconocida. Si la línea mide 0.15 F 06 C, el voltaje máximo es de 4.5, el ángulo de reflexión es de 18° e , la frecuencia de operación del sistema es de 100 MHz y el dieléctrico tiene una constante dieléctrica relativa de 2.25. Encuentre: a) La impedancia de carga. b) El coeficiente de reflexión.

11.- CARTA DE SMITH.- El patrón de onda estacionaria de voltaje, observado sobre una sección de línea ranurada coaxial con dieléctrico de aire, muestra una relación de onda estacionaria de 2.50 y un mínimo de voltaje a 8.75 cm del extremo de la carga Terminal de la sección. La impedancia característica de la sección a la frecuencia de operación de 800 MHz es de 50+j0 Ω y la separación entre el punto de entrada y la carga es de 15 cm. Determine: f) El valor de la impedancia de carga. g) La impedancia a la entrada del sistema. h) La impedancia leída a 7 cm desde la carga. i) Acople el sistema utilizando un elemento en serie. j) Acople utilizando un elemento en paralelo. 12.- CARTA DE SMITH.- Una línea de transmisión sin pérdidas tiene como dieléctrico el aire y una impedancia característica de 400 Ω. La línea opera a 200 MHz y la impedancia de entrada es de 200-j200 Ω. Encuentre: