Impédance caractéristique du vide
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L'impédance caractéristique du vide est une constante physique. Elle est notée par \Z_0.

Définition

L'impédance caractéristique du vide est définie par :

\Z_0 = \mu_0 c = \sqrt { \frac {\mu_0} {\epsilon_0} }

où :

  • μ0 = 4π10 − 7 kg·m·A-2·s-2 est la constante magnétique (La constante magnétique, également nommée perméabilité du vide ou encore permitivité magnétique du vide, est une constante physique. Elle est symbolisée par μ0.)
  • c = 299 792 458 m·s-1 est la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière dans le vide, notée c (pour « célérité », la lumière se manifestant macroscopiquement comme...) dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.).
  • \epsilon_0 = \frac{1}{\mu_0 c^2} est la constante diélectrique (La constante diélectrique ou constante électrique, également nommée permittivité du vide ou encore permittivité diélectrique du vide, est une constante physique. Elle est notée par ε0.)

Dans le système du SI, sa valeur est égale à :

\Z_0 = 119.9169832 \; \pi \approx 376,730 Ω.

Le coefficient (En mathématiques un coefficient est un facteur multiplicatif qui dépend d'un certain objet, comme une variable (par exemple, les coefficients d'un polynôme), un espace vectoriel, une fonction de base et ainsi de suite....) 119,9169832 est une valeur exacte parce que c et μ0 ont des valeurs fixes, définissant le mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en...) à partir de la seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité...) et l'ampère (Ampère peut désigner :) à partir du kilogramme (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse dans le Système international d’unités (SI).), du mètre et de la seconde.

Interprétation physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...)

Pour un mode de propagation TEM d'une ligne de transmission (Une ligne de transmission est un ensemble d'un (en réalité deux si l'on considère la masse), deux ou plusieurs conducteurs acheminant de concert un signal électrique (souvent haute-fréquence).), le rapport tension/courant est constant. On nomme ce rapport impédance caractéristique (L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission idéale (c'est-à-dire sans perte) est définie par) de la ligne pour ce mode. Les modes propres de propagation des ondes (La propagation des ondes est un domaine de la physique s'intéressant aux déplacements des ondes électromagnétiques dans les milieux. On distingue généralement deux...) électromagnétiques dans un milieu isotrope homogène sont les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans...) planes. Ce sont des modes TEM : le champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exercée à distance...) E est partout perpendiculaire (En géométrie plane, on dit que deux droites sont perpendiculaires quand elles se coupent en formant un angle droit. Le terme de perpendiculaire vient du latin per-pendiculum (fil à plomb) et justifie la...) au champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une...) H et le rapport E/H est constant. On nomme ce rapport impédance (Le terme Impédance est utilisé dans plusieurs domaines:) caractéristique du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...). Dans le cas du vide, ce rapport vaut Z0. Dans le cas d'un matériau de permittivité (En électromagnétisme, la permittivité ε d'un matériau est le rapport D/E du déplacement électrique (aussi appelé induction électrique ou excitation...) relative \textstyle{\epsilon_r} et de perméabilité relative \textstyle{\mu_r}, ce rapport vaut \sqrt{\frac{\mu_r}{\epsilon_r}} Z_0.

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