Kabel 50 Ohm?

Di awal penjelajahan saya tentang listrik, saya menemukan kabel koaksial length dengan label “50 ohm” tercetak di sepanjang selubung luarnya (Gambar di bawah). Kabel koaksial adalah kabel dua konduktor yang terbuat dari konduktor tunggal yang dikelilingi oleh selubung kawat yang dikepang, dengan bahan isolasi plastik yang memisahkan keduanya.

Dengan demikian, konduktor luar (jalinan) sepenuhnya mengelilingi konduktor dalam (kawat tunggal), kedua konduktor diisolasi satu sama lain untuk seluruh panjang kabel. Jenis kabel ini sering digunakan untuk menghantarkan sinyal tegangan lemah (amplitudo rendah), karena kemampuannya yang sangat baik untuk melindungi sinyal tersebut dari gangguan eksternal.

Konstruksi kabel koaksial.

Saya bingung dengan label “50 ohm” pada kabel koaksial ini. Bagaimana mungkin dua konduktor, yang diisolasi satu sama lain oleh lapisan plastik yang relatif tebal, memiliki hambatan 50 ohm di antara keduanya?

Mengukur resistansi antara konduktor luar dan dalam dengan ohmmeter saya, saya menemukan itu menjadi tak terbatas (sirkuit terbuka), seperti yang saya harapkan dari dua konduktor terisolasi.

Mengukur masing-masing resistansi dua konduktor dari satu ujung kabel ke ujung lainnya menunjukkan resistansi hampir nol ohm:sekali lagi, persis seperti yang saya harapkan dari panjang kabel yang terus menerus dan tidak terputus.

Saya tidak dapat mengukur resistensi 50 pada kabel ini, terlepas dari titik mana pun saya menghubungkan ohmmeter saya di antaranya.

Yang tidak saya pahami saat itu adalah respons kabel terhadap sinyal dan pulsa AC frekuensi tinggi yang menunjukkan waktu naik/turun yang cepat. Arus searah (DC)—seperti yang digunakan oleh ohmmeter saya untuk memeriksa resistansi kabel—menunjukkan bahwa kedua konduktor diisolasi sepenuhnya satu sama lain, dengan resistansi yang hampir tak terbatas di antara keduanya.

Namun, karena efek kapasitansi dan induktansi yang didistribusikan di sepanjang kabel, respons kabel terhadap tegangan yang berubah dengan cepat sedemikian rupa sehingga bertindak sebagai terbatas impedansi, menarik arus sebanding dengan tegangan yang diberikan.

Apa yang biasanya kita abaikan sebagai hanya sepasang kabel menjadi elemen rangkaian penting dengan adanya transien yang berubah dengan cepat dan sinyal AC frekuensi tinggi, dengan sifat karakteristiknya sendiri. Saat mengekspresikan properti seperti itu, kami menyebut pasangan kabel sebagai saluran transmisi .

Bab ini mengeksplorasi perilaku saluran transmisi. Banyak efek saluran transmisi tidak muncul dalam ukuran yang signifikan di sirkuit AC frekuensi powerline (50 atau 60 Hz), atau di sirkuit DC terus menerus, dan jadi kami tidak harus menyibukkan diri dengan mereka dalam studi kami tentang sirkuit listrik sejauh ini.

Namun, di sirkuit yang melibatkan frekuensi tinggi dan/atau panjang kabel yang sangat panjang, efeknya sangat signifikan.

Aplikasi praktis dari efek saluran transmisi berlimpah di sirkuit komunikasi frekuensi radio (“RF”), termasuk jaringan komputer, dan di sirkuit frekuensi rendah yang tunduk pada transien tegangan (“lonjakan”) yang berubah dengan cepat seperti sambaran petir pada saluran listrik.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Impedansi Karakteristik