Hastighetsfaktor - Velocity factor

Den hastighetsfaktor ( VF ), også kalt bølgeforplantningshastigheten eller forplantningshastighet ( VOP eller ), av et overføringsmedium er forholdet mellom den hastighet med hvilken en bølgefront (av et elektromagnetisk signal, et radiosignal, en lyspuls på en optisk fiber eller en endring av den elektriske spenningen på en kobbertråd ) passerer gjennom mediet til lysets hastighet i vakuum. For optiske signaler er hastighetsfaktoren gjensidig av brytningsindeksen . ${\ displaystyle v _ {\ mathrm {P}}}$

Hastigheten til radiosignaler i vakuum er for eksempel lysets hastighet , og altså er hastighetsfaktoren til en radiobølge i vakuum enhet, eller 100%. I elektriske kabler avhenger hastighetsfaktoren hovedsakelig av isolasjonsmaterialet (se tabell nedenfor).

Bruken av uttrykkene forplantningshastighet og bølgeutbredelseshastighet for å bety et forhold mellom hastigheter er begrenset til datanettverk og kabelindustri. I en generell vitenskapelig og teknisk kontekst vil disse begrepene forstås å bety en sann hastighet eller hastighet i avstandsenheter per tid, mens hastighetsfaktor brukes for forholdet.

Typiske hastighetsfaktorer

Velocity faktor er en viktig egenskap av kommunikasjonsmedia, slik som kategori 5 kabler og radiotransmisjonslinjer . Plenumdatakabel har vanligvis en VF mellom 0,42 og 0,72 (42% til 72% av lysets hastighet i vakuum) og stigerørkabel rundt 0,70. En VF på 0,70 tilsvarer en hastighet på omtrent 210.000.000 m / s eller 4.76 ns per meter.

Noen typiske hastighetsfaktorer for radiokommunikasjonskabler i håndbøker og tekster er gitt i følgende tabell:

Beregner hastighetsfaktor

Elektrisk bølge

VF er lik den gjensidige av kvadratroten til den dielektriske konstanten ( relativ permittivitet ), eller , av materialet som signalet passerer gjennom: ${\ displaystyle \ kappa}$${\ displaystyle \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ kappa}}} \}$

i det vanlige tilfelle hvor den relative permeabilitet , er 1. I det mest generelle tilfelle: ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$

${\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {\ sqrt {\ mu _ {\ mathrm {r}} \ epsilon _ {\ mathrm {r}}}}} \}$

som inkluderer uvanlige magnetledende materialer, som ferritt .

Hastighetsfaktoren for en tapsfri overføringslinje er gitt av:

${\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {c _ {\ mathrm {0}} {\ sqrt {L'C '}}}} \}$

der er fordelt induktans (i henries pr lengdeenhet), er kapasitansen mellom de to ledere (i farad pr lengdeenhet), og er lyshastigheten i vakuum. ${\ displaystyle L '}$${\ displaystyle C '}$${\ displaystyle c _ {\ mathrm {0}}}$

Optisk bølge

VF er lik den gjensidige av brytningsindeksen til mediet, vanligvis optisk fiber . ${\ displaystyle {n}}$

${\ displaystyle \ mathrm {VF} = {\ frac {1} {n}} \}$

Se også

Referanser