REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE CIRCUITOS Y COMUNICACIONES CÁTEDRA: TEORÍA ELECTROMAGNÉTICA II PROF. DANIEL J. FLORES G. III PARCIAL: LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Examen individual: Cualquier sospecha de copia con algún compañero o material de apoyo será razón para anular la prueba. Examen en formato electrónico: La prueba debe ser entregada vía correo electrónico antes de las 6pm del 23 de octubre de 2013 al correo
[email protected] 1.- Responda las siguientes inquietudes: a.- Dibuje el diagrama circuital equivalente y explique cada una de las partes en una línea de transmisión. b.- Explique los fenómenos que ocurren en líneas: líneas: infinitas, en cortocircuito, circuito circuito abierto, acopladas y con carga arbitraria. arbitraria. c.- Explique cómo se realiza la transferencia de energía eléctrica en una línea de transmisión ……………………………. Valor: 3 puntos 2.- Una línea de transmisión sin pérdidas tiene un impedancia característica de 100 Ω y está terminada con una carga compleja de 120 + j80 Ω. Se desean evitar las reflexiones en el generador con stub. Encuentre la 5ta posición más cercana a la carga sobre la línea principal donde debe unirse el equilibrador y obtenga la longitud del mismo, además determine: - Coeficiente de Reflexión en la carga. - Relación de Onda Estacionaria Nota: utilice la Carta de Smith para tal fin………………………………………………………………………………………… Valor: 3 puntos 3.- Una línea de transmisión sin pérdidas, con impedancia característica de 100 Ω, está term inada en una carga cuya impedancia vale 150 + j150 Ω. Se desea acoplarla por medio de un adaptador de λ/4, colocado a cierta distancia “la” de la carga. Calcule la impedancia ca racteristica del adaptador y la distancia “la” a la que debe colocarse con relación rela ción a la carga. Además determine:
- Coeficiente de Reflexión en la carga. - Relación de Onda Estacionaria - Si la línea es de Placas Paralelas de cobre, ¿cuál es la permitividad relativa del aislante del adaptador si a = 10b? - Construya un Circuito equivalente para el adaptador si a = 10b y R= σ =0,02 Ω/m - Longitud de onda a f = 3 GHz, “la” en metros. Nota: utilice la Carta de Smith para tal fin………………………………………………………………………………………... Valor: 3 puntos 4.- Una línea de transmisión sin pérdidas, con impedancia característica de 100 Ω, está terminada e n una antena cuya impedancia vale 150 + j150Ω, dicho equipo está ubicado en una torre soporte a 35 m de altura. Se requiere colocar un adaptador reactivo pero debido a la altura es necesario conocer más de una alternativa para colocar dicho acoplador. Indique la distancia a la carga y longitud del “stub” de la alternativa mas cercana a la antena (en longitudes de onda y metros) y mas cercana a la base de la torre (en longitudes de onda y metros) si la frecuencia es f = 8 Ghz y con L y C iguales a la línea considerada en el inciso “3”, además determine: - Coeficiente de Reflexión en la carga. - Relación de Onda Estacionaria Nota: utilice la Carta de Smith para tal fin………………………………………………………………………………………...Valor: 3 puntos 5.- Use la carta de Smith para encontrar la impedancia que debe tener la carga (Z L) de una línea, cuya impedancia característica es Z0, de tal forma que el ROE o VSWR tenga los valores especificados a continuación, a una frecuencia de 3GHz. …………………………………………. Valor: 3 puntos
d (cm) VSWR 1,52
2,0
4,38
2,0
2,08
4,0
6.- Se tiene un cable con una impedancia característica de 50Ω. En el extremo final del cable hay una carga con impedancia desconocida, pero se sabe que la relación de onda estacionaria es igual a 2. También se sabe que la distancia entre puntos adyacentes de voltaje mínimo es igual a 30cm. Además, se sabe que si se retira la carga desconocida y se le sustituye por un corto-circuito, entonces todos los puntos de voltaje mínimo se mueven 7,5cm hacia el generador. ¿Cuál es el valor de la carga desconocida, en ohms? …………………………………………………………… ...Valor: 3 puntos
7.- Un cable coaxial con impedancia característica de 75Ω termina en una carga resistiva de 100Ω, a una frecuencia de 600MHz. Diga cuánto vale la impedancia vista en los puntos siguientes sobre la línea: a) En la carga. b) A 10cm antes de la carga. c) A /4 antes de la carga. d) A /2 antes de la carga. e) A 3/2 antes de la carga. ………………………………………………………………………………………………… ...Valor: 3 puntos
