ElectronCAD Controls - Ondas Estacionárias (parte III)
Vamos continuar trabalhando com uma LT sem perdas de impedância característica de impedância Z0 e constante de fase β. A LT tem comprimento l e está operando na frequência f produzida pelo gerador de força eletromotriz E e impedância ZG. A LT está conectada na carga de de impedância ZL. Como já foi discutido no artigo que tratava da solução da equação da LT, nessa linha propagam-se as ondas incidente de amplitude V+ e refletida de amplitude V-.
Como vimos no artigo anterior a impedância localizada a uma distância d da carga Z(d) é dada por:
$$Z(d)=Z_0 \frac{Z_L +j Z_0 tan(\beta d)}{Z_0 +j Z_L tan(\beta d)} $$
Vamos analisar o comportamento da impedância localizada Z(d), da tensão localizada V(d) e da corrente localizada I(d) para o caso especial 1: LT terminada em curto (ZL=0ohm)
Quando ZL=0ohm, a expressão da impedância localizada se torna:
$$Z(d)=Z_0 \frac{0 +j Z_0 tan(\beta d)}{Z_0 + j 0 tan(\beta d)} $$
$$ Z(d)=jZ_0 tan(\beta d) $$
A impedância localizada de um trecho de LT terminada em curto é sempre reativa. Nas frequências de RF, capacitores e indutores sempre apresentam resistências e reatâncias parasitas que fazem com que uma indutância ou capacitância não sejam puramente indutivas ou capacitivas, e, por outro lado, os comprimentos de onda tornam-se menores e com isso passam a "caber melhor" nos circuitos. Assim, trechos de LT terminadas em curto ou aberto são uma forma de obtermos impedâncias puramente reativas em RF.
O coeficiente de reflexão da carga para a LT terminada em curto é:
$$ \Gamma_L=\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}=\frac{0-Z_0}{0+Z_0}=-1$$
Nesse caso a amplitude da tensão refletida é igual à da incidente. Assim, nos pontos de máximo (interferência construtiva) a tensão é o dobro da tensão incidente e nos pontos de mínimo a tensão é nula. A cada meio comprimento de onda, a impedância varia entre zero e infinito por valores puramente indutivos e entre "menos infinito" e zero por valores puramente capacitivos, veja a figura.
Nos próximos artigos vamos continuar estudando os casos especiais: circuito aberto (ZL=infinito), e a chamada "carga casada" (ZL=Z0). Até a próxima...