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Física

Calculadora de la Velocidad de una Onda Electromagnética (Maxwell)

Velocidad de una onda electromagnética en un material, su factor de velocidad, índice de refracción, longitud de onda e impedancia de onda a partir de εr y µr.

Resultados

Velocidad de la onda 199.861.639 m/s
Factor de velocidad 66,67 %
Índice de refracción n 1,5000
Longitud de onda en el material 1,99862 m
Longitud de onda en el vacío 2,99792 m
Impedancia de onda 251,15 Ω
Retardo por metro 5,003 ns/m
Cómo varía
Factor de velocidadPermitividad relativa εr 1,0 – 10,0. Factor de velocidad: 100 → 31,6228Factor de velocidad0204060801002,04,06,08,010,0Permitividad relativa εr

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

Las ecuaciones de Maxwell predicen ondas cuya velocidad la fijan dos propiedades del material, la permitividad y la permeabilidad: v = 1/√(με). Con los valores del vacío sale 299 792 458 m/s, y así fue como en 1865 se reconoció la luz como una onda electromagnética. En un cable o una placa de circuito, la misma fórmula da el factor de velocidad: alrededor del 66 % en polietileno macizo, más o menos la mitad de la velocidad de la luz en FR-4. Cuidado, εr depende de la frecuencia: el agua ronda 80 en radiofrecuencia pero se comporta como 1,33² ≈ 1,8 para la luz visible.

Fórmula

v = 1 ÷ √(μ ε) = c ÷ √(μᵣ εᵣ) · n = √(μᵣ εᵣ) · Z = Z₀ √(μᵣ ÷ εᵣ), Z₀ = μ₀ c ≈ 376.73 Ω

Variables

SímboloSignificadoUnidad
erPermitividad relativa εr—
mrPermeabilidad relativa µr—
fFrecuenciaMHz
VVelocidad de la ondam/s
VFFactor de velocidad%
NÍndice de refracción n—
WLLongitud de onda en el materialm
W0Longitud de onda en el vacíom
ZImpedancia de ondaΩ
DLRetardo por metrons/m

Ejemplo resuelto

  • Permitividad relativa εr2,25
  • Permeabilidad relativa µr1
  • Frecuencia100 MHz
  • Velocidad de la onda199.861.639 m/s
  • Factor de velocidad66,67 %
  • Índice de refracción n1,5000
  • Longitud de onda en el material1,99862 m
  • Longitud de onda en el vacío2,99792 m
  • Impedancia de onda251,15 Ω
  • Retardo por metro5,003 ns/m

Limitaciones

  • Los valores por defecto son referencias típicas, no mediciones de su situación. Sustitúyalos por sus propios datos siempre que los tenga.
  • Mezclar unidades es la causa de error más común. Convierta todos los valores a las unidades indicadas junto a cada campo antes de calcular.