L’Impedenza caratteristica di un cavo è una grandezza fisica che rappresenta la forza di opposizione di un circuito al passaggio di una corrente elettrica alternata, e più in generale a una corrente variabile. Si esprime con un numero complesso ed è data dal rapporto tra la tensione e la corrente. Viene indicata con Z e la sua unità di misura è l’ohm (Ω).
Nella figura sottostante è rappresentata uno schema a blocchi di un elemento di una linea omogenea:
Z1 = Δx * (R + jωL) ; Z2= 1/ Δx * (R + jωC)
Dove: Δx = alla distanza in Km; R= resistenza; L= all’induttanza; C= alla capacità .
Ora supponiamo di avere tante Δx di un chilometro in cascata,
avremo una linea infinitamente lunga, la sua impedenza di ingresso Z₀, sarà uguale, se prendiamo in considerazione uno dei tratti e sostituendo alla linea l’impedenza Z₀ avremo:
La formula dell’impedenza caratteristica (ZK), risolvendo le equazioni matematiche e sostituendo Z1 e Z2 con i valori originari, sarà:
Riassumendo l’impedenza caratteristica in un cavo telefonico in rame è il valore che si misura all’inizio della linea quando questa ha la lunghezza infinita,
o quando la linea è terminata su di un’impedenza dello stesso valore della ZK.
Tipico grafico del modulo dell’impedenza caratteristica (ZK)in funzione della frequenza.
Quando si trasmette segnali ad alta frequenza su di un cavo l’Impedenza di uscita del trasmettitore, quella di ingresso, e quella caratteristica devono essere uguali.
Variazioni di impedenza lungo il cavo possono provocare la riflessione del segnale, e una parte ritorna verso il generatore provocando una perdita di potenza e alla formazione di un eco che disturba il segnale stesso.