Charakteristická impedance

Charakteristická nebo vlnová impedance patří spolu s konstantou šíření mezi provozní parametry charakterizující homogenní vedení a jsou označovány jako sekundární parametry vedení.

Schematické znázornění přenosového vedení.

Výpočet

Schematická reprezentace elementární části přenosového vedení.

Charakteristická impedance vedení se označuje:$Z_{0}$ nebo $Z_{v}$ a vypočte se dle vztahu:

$Z_{0}={\sqrt {\frac {R+j\omega L}{G+j\omega C}}}$, kde:

$R$ je rezistence na jednotku délky,

$L$ je indukčnost na jednotku délky,

$G$ je vodivost na jednotku délky,

$C$ je kapacita vedení na jednotku délky,

$j$ je imaginární jednotka, a

$\omega$ je úhlová frekvence ($\omega =2\pi f$).

Pro bezeztrátové vedení platí, že R a G jsou rovny 0 a rovnice pro charakteristickou (vlnovou) impedanci se redukuje na tvar:

$Z_{0}={\sqrt {\frac {L}{C}}}$

Vlastnosti

Příklady
Typ vedení	${Z_{0}}\left[\Omega \right]$
Nadzemní elektrické vedení	400
CAN	120
Cat5	100
HDMI	95
USB	90
VGA	75
Koaxiální kabel	50 / 75
Podzemní elektrické vedení	40

Pokud je vedení zakončeno impedancí shodnou s impedancí $Z_{0}$, je veškerá energie přenášená vedením spotřebována v ukončovací impedanci a nedochází k odrazům. Pak hovoříme o impedančním přizpůsobení zátěže, kdy se přenáší ze zdroje do zátěže maximální výkon, označovaný jako přirozený výkon vedení, jehož velikost je dána:

$P_{P}={\frac {{U_{N}}^{2}}{Z_{0}}}$.

Pokud je ukončovací impedance odlišná, část energie je v ní spotřebována a část se ve formě odražené vlny vrací zpět ke zdroji.

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Characteristic impedance na anglické Wikipedii.

Literatura

• HODINKA, Miloslav; FECKO, Štefan; NĚMEČEK, František. Přenos a rozvod elektrické energie. Praha: SNTL, 1989. ISBN 80-03-00065-3. 

Související články

• Telegrafní rovnice