Factor de velocidad

Relación entre la velocidad a la que un frente de onda pasa a través del medio y la velocidad de la luz en el vacío

El factor de velocidad ( VF ), ^[1] también llamado velocidad de propagación de onda o velocidad de propagación ( VoP o ), ^[2] de un medio de transmisión es la relación entre la velocidad a la que un frente de onda (de una señal electromagnética, una señal de radio , un pulso de luz en una fibra óptica o un cambio de voltaje eléctrico en un cable de cobre ) pasa a través del medio y la velocidad de la luz en el vacío. Para las señales ópticas, el factor de velocidad es el recíproco del índice de refracción . ${\displaystyle v_{\mathrm {P} }}$

La velocidad de las señales de radio en el vacío , por ejemplo, es la velocidad de la luz , por lo que el factor de velocidad de una onda de radio en el vacío es 1,0 (unidad). En el aire, el factor de velocidad es ~0,9997 . En los cables eléctricos, el factor de velocidad depende principalmente del material aislante (consulte la tabla siguiente).

El uso de los términos velocidad de propagación y velocidad de propagación de ondas para indicar una relación de velocidades se limita a las industrias de redes informáticas y de cables. En un contexto general de ciencia e ingeniería, estos términos se entenderían como una velocidad real o velocidad en unidades de distancia por tiempo, ^[3] mientras que el factor de velocidad se utiliza para la relación.

Factores de velocidad típicos

El factor de velocidad es una característica importante de los medios de comunicación, como los cables de categoría 5 y las líneas de transmisión de radio . El cable de datos plenum normalmente tiene un factor de velocidad de entre 0,42 y 0,72 (entre el 42 % y el 72 % de la velocidad de la luz en el vacío) y el cable vertical, alrededor de 0,70 (aproximadamente 210 000 000  m/s o 4,76  ns por metro).

En la siguiente tabla se dan algunos factores de velocidad típicos para cables de comunicaciones por radio proporcionados en manuales y textos: ^{[8] [9]}

Cálculo del factor de velocidad

Onda eléctrica

VF es igual al recíproco de la raíz cuadrada de la constante dieléctrica ( permitividad relativa ), o del material a través del cual pasa la señal: ${\displaystyle \kappa }$ ${\displaystyle \epsilon _{\mathrm {r} }}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\kappa }}}\ }$

en el caso habitual donde la permeabilidad relativa , , es 1. En el caso más general: ${\displaystyle \mu _{\mathrm {r} }}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{\sqrt {\mu _{\mathrm {r} }\epsilon _{\mathrm {r} }}}}\ }$

que incluye materiales conductores magnéticos inusuales, como la ferrita .

El factor de velocidad para una línea de transmisión sin pérdidas viene dado por:

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{c_{\mathrm {0} }{\sqrt {L'C'}}}}\ }$

donde es la inductancia distribuida (en henries por unidad de longitud), es la capacitancia entre los dos conductores (en faradios por unidad de longitud), y es la velocidad de la luz en el vacío. ${\displaystyle L'}$ ${\displaystyle C'}$ ${\displaystyle c_{\mathrm {0} }}$

Onda óptica

VF es igual al recíproco del índice de refracción del medio, generalmente fibra óptica . ${\displaystyle {n}}$

${\displaystyle \mathrm {VF} ={\frac {1}{n}}\ }$

Véase también

• Cable coaxial
• Retardo de propagación
• Velocidad de la señal
• Velocidad de la electricidad
• Velocidad del sonido
• Ecuaciones del telegrafista

Referencias

1. Gottlieb, IM, Practical RF power design technique , TAB Books, 1993, ISBN  0-8306-4129-7 , p.251 ('factor de velocidad')
2. Velocidad de propagación , General Cable Australia Pty Ltd, consultado el 13 de febrero de 2010
3. "velocidad de propagación" en Walker, PMB, Chambers Science and Technology Dictionary, Edimburgo, 1991, ISBN 1-85296-150-3 
4. Cláusula 8.4.1.3 del IEEE 802.3
5. Cláusula 15.3.1.3 del IEEE 802.3
6. Cláusula 10.5.1.3 del IEEE 802.3
7. Cláusula 14.4.2.4 del IEEE 802.3
8. H. Ward Silver, ed. (2011). "Capítulo 22: Datos de componentes y referencias". Manual de comunicaciones por radio de la ARRL (88.ª edición). ARRL . pág. 22.48. ISBN 978-0-87259-096-0.
9. Kaiser, Kenneth L. (2005). Líneas de transmisión, adaptación y diafonía. CRC Press. pp. 2–24. ISBN 978-0-8493-6362-7.
10. "HJ8-50B" (PDF) . commscope.com . Consultado el 22 de marzo de 2022 .
11. "Catálogo global de Belden".
12. "8723 Cable de par trenzado blindado multiconductor" (PDF) . Belden.com . Archivado desde el original (PDF) el 2018-01-19 . Consultado el 2017-07-06 .