Що таке хвильовий опір

Одним їх параметрів будь токопроводящей лінії є хвильовий опір. Особливу актуальність воно набуває в високочастотної радиопередающей техніці, де найменша неузгодженість роботи контуру призводить до істотним спотворень на виході. З іншого боку, кожен власник комп'ютера, пов'язаного з іншими в локальну мережу, щодня стикається з поняттям «хвильовий опір». Варто відзначити, що поява мереж Ethernet на основі витої пари дозволило кінцевому користувачеві особливо не замислюватися про коннекторах, заземленнях, термінаторів і якості роз'ємів, як це мало місце при коаксіальних кабельних лініях на 10 мегабіт (і менше). Однак навіть у відношенні кручений пари застосуємо термін «хвильовий опір». Взагалі, на особливості експлуатації комп'ютерних мереж зупинимося трохи пізніше.

Отже, що ж таке хвильовий опір? Як уже зазначалося, це одна їх характеристик токопроводящей лінії на основі металевих провідників. Остання застереження необхідна, щоб не змішувати сучасні оптичні лінії передачі даних і класичні мідні дроти, де носіями енергії виступають не заряджені частинки, а світло - там діють інші закони. Ця величина вказує, яке значення опору лінія надає генератору (джерелу модульованих електричних коливань). Не слід плутати активний опір, яке можна виміряти звичайним мультиметром, і хвильовий опір середовища, так як це зовсім різні речі. Останнє не залежить від довжини провідника (вже цього достатньо, щоб зробити висновки про «схожості» опорів). Фізично воно дорівнює квадратному кореню з відношення індуктивності (Генрі) до ємності (Фаради). Невелика ремарка: незважаючи на те, що в розрахунках використовуються реактивні складові лінії, хвильовий опір контуру завжди в розрахунках вважається активним.

Найкраще розглянути всі на прикладі. Уявімо собі найпростішу ланцюг, що складається з джерела енергії (генератора, R1), провідників, що володіють хвильовим опором (R2), і споживача (навантаження, R3). При рівності всіх трьох опорів вся передана енергія досягає споживача і там виконує корисну роботу. Якщо ж на якій-небудь ділянці це рівність не дотримується, то виникає неузгоджений режим роботи. У точці, де порушується відповідність, з'являється відбита хвиля, і частина електромагнітної енергії повертається назад - до генератора. Відповідно, доводиться підвищувати його потужність, щоб компенсувати величину відбитої енергії. Іншими словами, частина енергії витрачається «даремно», а це означає втрати і неоптимальний режим роботи. Крім того, в деяких випадках неузгодженість взагалі порушує функціонування всієї лінії.

Тепер повернемося до комп'ютерних мереж, де хвильовий опір відіграє важливу роль. Для ліній на основі коаксіальногокабелю (50 Ом) важливе дотримання умови: опору мережевих карт і провідника між ними повинні бути рівні. Тільки в цьому випадку працює система термінаторів і заземлень. Якщо ж який-небудь ділянку кабельної лінії фізично трохи розтягнути (підвісити на провіднику вантаж), то через зміни діаметра провідників у цьому місці зміниться хвильовий опір, виникне відбита хвиля, що порушує роботу системи. При цьому заміряне активний опір лінії може практично не змінитися (бюджетні прилади взагалі не зареєструють збільшення опору). Спроби відновити лінію шляхом пайки провідників на пошкодженій ділянці ще більше погіршать ситуацію, оскільки з'явиться не просто перехідний опір, а суміш різних середовищ (олово, мідь), в яких хвилі поширюються по-різному.

У популярній ж кручений парі 5 категорії хвильовий опір дорівнює 100 Ом. Завдяки цьому допускається відновлення пайкою і навіть скруткою.