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En esta entrada dividida en dos partes se trata el concepto de rigidez estructural y se encuentra cómo se puede calcular la rigidez de una estructura elástica lineal sujeta únicamente a cargas mecánicas.
En particular en la primera parte se explora cómo se puede calcular e interpretar en diferentes dimensiones de espacio de modelado (0D y 1D) y qué factores afectan a la rigidez de una estructura.
En la segunda parte se expande el tema mostrando cómo modelarlo en 2D y 3D. También se muetra un método alternativo para calcular la rigidez.
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Es bien sabido que se puede utilizar el módulo RF Module para calcular la impedancia de estructuras de líneas de transmisión sin pérdidas, como cables coaxiales con sección cruzada uniforme. Pero ¿sabe que también puede calcular una impedancia efectiva para guías de onda con sección cruzada no unifome? ¡Vamos a ver cómo!
Cálculo de la impedancia de un cable coaxial recto
Primero, veamos una de las estructuras de línea de transmisión más comunes, el cable coaxial. Un conductor interno y otro externo están separados por un dieléctrico y una onda viajará a lo largo de la longitud del cable en un modo TEM, lo que significa que los campos eléctricos y magnéticos son transversales a la dirección de propagación.
Si podemos considerar que los conductores y el dieléctrico no tienen pérdidas (una buena aproximación para muchos casos), podemos calcular una impedancia, tal y como se demuestra en el ejemplo de referencia de la Galería de Modelos de COMSOL, en "Finding the Impedance of a Coaxial Cable" (el modelo también se puede encontrar en la librería de modelos de COMSOL).
En este ejemplo, se dibuja una sección cruzada 2D del coaxial y se especifican las propiedades del dieléctrico así como la frecuencia de trabajo por debajo de la frecuencia de corte para cualquier modo TE o TM. El software COMSOL entonces resolverá un problema de valores propios para la constante de propagación fuera del plano así como los campos, que entonces se puede utilizar para calcular la impedancia del cable. Esta aproximación es muy eficiente en términos de cálculo, pero solo funciona para guías de onda TEM de sección cruzada uniforme.
Vea cómo calcular la impedancia en un coaxial corrugado, en esta entrada de blog...