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50 欧姆电缆?

在我探索电力的早期,我遇到了一段同轴电缆 沿其外护套印有“50 ohms”标签(下图)。同轴电缆是一种双芯电缆,由单根导体包裹一层编织线护套,并用塑料绝缘材料将两者隔开。

因此,外(编织)导体完全包围内(单线)导体,两个导体在电缆的整个长度上彼此绝缘。这种类型的电缆通常用于传导弱(低幅度)电压信号,因为它具有出色的屏蔽外部干扰信号的能力。

同轴电缆结构。

我对这条同轴电缆上的“50 ohms”标签感到困惑。用相对较厚的塑料层将彼此绝缘的两个导体之间怎么会有 50 欧姆的电阻?

用我的欧姆表测量外导体和内导体之间的电阻,我发现它是无穷大(开路),正如我对两个绝缘导体的预期一样。

测量从电缆一端到另一端的两个导体中的每一个的电阻表明电阻几乎为零:同样,这正是我对连续、不间断长度的电线所期望的。

我无法在此电缆上测量 50 Ω 的电阻,无论我将欧姆表连接到哪一点。

当时我不明白的是电缆对具有快速上升/下降时间的高频交流信号和脉冲的响应。连续直流电 (DC)——比如我的欧姆表用来检查电缆电阻的直流电——表明两条导体彼此完全绝缘,两者之间的电阻几乎无穷大。

然而,由于沿电缆长度分布的电容和电感的影响,电缆对快速变化的电压的响应使得它充当有限 阻抗,吸收与施加电压成正比的电流。

在存在快速变化的瞬变和高频交流信号的情况下,我们通常认为只是一对电线而不予理会的东西变成了一个重要的电路元件,具有自己的特性。在表达这些特性时,我们将线对称为传输线 .

本章探讨传输线行为。许多传输线效应在电力线频率(50 或 60 Hz)的交流电路或连续直流电路中并没有显着地出现,因此到目前为止我们在研究电路时还没有必要关注它们。

然而,在涉及高频和/或极长电缆长度的电路中,效果非常显着。

传输线效应的实际应用在射频 (“RF”) 通信电路中比比皆是,包括计算机网络,以及受快速变化的电压瞬变(“浪涌”)影响的低频电路,例如电力线上的雷击。

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