Un câble 50 Ohm ?

Au début de mes explorations de l'électricité, je suis tombé sur une longueur de câble coaxial avec une étiquette de « 50 ohms » imprimée le long de sa gaine extérieure (Figure ci-dessous). Le câble coaxial est un câble à deux conducteurs constitué d'un seul conducteur entouré d'une gaine en fil tressé, avec un matériau isolant en plastique séparant les deux.

Ainsi, le conducteur extérieur (tressé) entoure complètement le conducteur intérieur (fil unique), les deux conducteurs étant isolés l'un de l'autre sur toute la longueur du câble. Ce type de câblage est souvent utilisé pour conduire des signaux de tension faible (de faible amplitude), en raison de son excellente capacité à protéger ces signaux des interférences externes.

Construction du câble coaxial.

J'ai été mystifié par l'étiquette "50 ohms" sur ce câble coaxial. Comment deux conducteurs, isolés l'un de l'autre par une couche de plastique relativement épaisse, pourraient-ils avoir 50 ohms de résistance entre eux ?

En mesurant la résistance entre les conducteurs extérieur et intérieur avec mon ohmmètre, j'ai trouvé qu'elle était infinie (circuit ouvert), tout comme je l'aurais attendu des deux conducteurs isolés.

La mesure de chacune des résistances des deux conducteurs d'une extrémité du câble à l'autre a indiqué une résistance de près de zéro ohm :encore une fois, exactement ce à quoi je m'attendrais de longueurs de fil continues et ininterrompues.

Nulle part je n'ai pu mesurer 50 Ω de résistance sur ce câble, quels que soient les points où j'ai connecté mon ohmmètre entre les deux.

Ce que je ne comprenais pas à ce moment-là, c'était la réponse du câble aux signaux alternatifs haute fréquence et aux impulsions qui présentent un temps de montée/descente rapide. Le courant continu (CC) - comme celui utilisé par mon ohmmètre pour vérifier la résistance du câble - montre que les deux conducteurs sont complètement isolés l'un de l'autre, avec une résistance presque infinie entre les deux.

Cependant, en raison des effets de la capacité et de l'inductance répartis sur toute la longueur du câble, la réponse du câble aux tensions changeant rapidement est telle qu'il agit comme un fini impédance, tirant un courant proportionnel à la tension appliquée.

Ce que nous rejetterions normalement comme n'étant qu'une paire de fils devient un élément de circuit important en présence de transitoires changeant rapidement et de signaux alternatifs à haute fréquence, avec des propriétés caractéristiques qui lui sont propres. Lors de l'expression de telles propriétés, nous appelons la paire de fils une ligne de transmission .

Ce chapitre explore le comportement de la ligne de transmission. De nombreux effets de ligne de transmission n'apparaissent pas dans une mesure significative dans les circuits CA de fréquence de ligne électrique (50 ou 60 Hz), ou dans les circuits CC continus, et nous n'avons donc pas eu à nous en préoccuper dans notre étude des circuits électriques jusqu'à présent.

Cependant, dans les circuits impliquant des fréquences élevées et/ou des longueurs de câble extrêmement longues, les effets sont très importants.

Les applications pratiques des effets des lignes de transmission abondent dans les circuits de communication radiofréquence (« RF »), y compris les réseaux informatiques, et dans les circuits basse fréquence soumis à des transitoires de tension (« surtensions » rapidement changeantes), tels que les coups de foudre sur les lignes électriques.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail de l'impédance caractéristique