Cablul Coaxial

1. Introducere

Cablul coaxial este un cablu electric cu un conductor interior înconjurat de un strat izolator tubular, care la randul sau este înconjurat de un strat conductor şi în final acoperit cu un strat izolator subţire pe exterior. Pornind din interior spre exterior, primul strat izolator are o constantă dielectrică mare si de obicei este constituit dintr-un material flexibil. Al dioilea strat conductor este alcătuit fie dintr-o folie metalică subţire, fie dintr-o ţesătură de fire cunductoare subtiri.Ţesătura de fire conductoare ofera flexibilitate cablului. Termenul coaxial provine de la faptul că stratul izolator tubular şi cablul interior au aceeaşi axă geometrică.

Cablul coaxial a fost inventat de inginerul si matematicianul englez Oliver Heaviside si brevetat de acesta in anul 1880.

Cablu coaxial este folosit ca o linie de transmisiune a semnalelor de frecvenţă radio în aplicaţii cum ar fi conectarea emiţătoarelor şi receptoarelor radio cu antenele lor, reţele de calculatoare (conexiuni internet) şi distribuirea de semnale de televiziune prin cablu.

Cablul coaxial prezinta avantajul că majoritatea câmpului electromagnetic care transmite informaţia se regăseşte în spaţiul dintre cei doi conductori (interior şi exterior), adică în stratul izolator tubular. Acest lucru permite cablului coaxial sa fie instalat alături de obiecte metalice, cum ar fi jgheaburile, fără pierderi de energie care apar în alte linii de transport şi asigură o protecţie a semnalului de interferenţe externe electromagnetice. Cablul coaxial nu ar trebui să fie confundat cu alte cabluri ecranate utilizate pentru transportul de semnale de frecvenţă mai mică cum ar fi semnale audio. Cablu ecranat este similar datorita faptului că aceasta constă dintr-unul sau mai multe fire centrale inconjurate de un conductor tubular pentru ecranare, dar nu este construit cu o spaţiere necesara pentru a funcţiona eficient ca o linie de frecvenţă radio de transmisie.

2. Functionare

La fel ca un cablu de alimentare, cablul coaxial conduce curent alternativ între locaţii. Ca şi celelalte cabluri are doi conductori, firul central şi învelişul tubular În orice moment curentul pleacă de la sursă prin unul dintre conductori şi se întoarce prin celălalt. Cu toate acestea, din moment ce este tensiune alternativă, curentul işi inversează de mai multe ori sensul într-o secundă. Cablul coaxial diferă de alte cabluri pentru că este proiectat pentru a transporta curent de radio-frecvenţă. Acesta are o frecvenţă mult mai mare decât frecvenţa de la reţeaua de alimentare (50 sau 60 Hz), inversarea sensurilor fiind de milioane sau de miliarde de ori pe secundă. Ca şi în alte tipuri de linii de transmisiune radio acest lucru necesită tehnologii de construcţie speciale pentru a preveni pierderile de putere:

• Dacă un fir obişnuit este folosit pentru a transporta curenţi de înaltă frecvenţă, firul acţionează ca o antenă şi curenţii de înaltă frecvenţă radiază în afara firului ca unde radio cauzând pierderi de putere. Pentru a preveni acest lucru, unul dintre conductorii cablului coaxial formează un tub şi acoperă celălalt conductor. Acest lucru menţine undele radio în conductorul central al cablului. Pentru a preveni funcţionarea ca antenă a conductorul exterior, acesta este conectat la împământare, menţinându-l la potenţial constant.

• Dimensiunile şi spaţierea dintre conductori sunt uniforme. Orice schimbare bruscă în distanţa dintre cele două conductoare de-a lungul cablului are tendinţa de a reflecta unda de radio frecvenţă înapoi spre sursă, cauzând perturbaţia numită undă staţionară. Aceasta actionează ca o ştrangulare, reducând cantitatea de energie care ajunge la capătul celălalt al cablului. Pentru a ţine învelişul la o distanţă uniforma faţă de conductorul central, spaţiul dintre cele două este umplut cu un material plastic semirigid dielectric. Producatorii specifica o raza minimă de îndoire pentru a preveni buclele care ar provoca reflexii. Conectorii utilizaţi la cablul coaxial sunt proiectaţi să menţină spaţierea corecta prin interiorul conectorului.