Calculo de un dipolo de 1/2 onda.
Por que usamos la formula 142,5/F en lugar de 150/F?
El Efecto de Puntas y la Fórmula
Realista del Dipolo
Autor: José María - CX3VB
Asistente: LuzIA
Introducción
Cuando un radioaficionado o
técnico diseña una antena dipolo, se enfrenta al desafío de determinar con
precisión la longitud física que debe tener el conductor para que la antena
resuene exactamente en la frecuencia deseada. Aunque en teoría se podría usar
una fórmula simple basada en la velocidad de la luz en el vacío (300.000 km/s),
la práctica demuestra que este cálculo puro no da una longitud exacta para la
antena construida en el mundo real.
Aquí es donde entra en juego el
famoso "efecto de puntas" y el ajuste empírico con el factor
142,5/F(MHz), que da resultados más precisos para los dipolos comunes.
1. Fórmula Teórica: 150 / F(MHz)
La fórmula teórica parte de la
velocidad de la luz (c ≈ 300.000.000 m/s) y considera que una antena dipolo
resonante tiene una longitud total de media onda (λ/2):
Longitud del dipolo (m)=300𝐹(MHz)÷2=150𝐹(MHz)
Longitud del dipolo (m)=
F(MHz)300÷2= F(MHz)150
Esto funciona bien como punto de
partida, pero no considera varios efectos prácticos del entorno, materiales y
terminaciones del conductor.
2. La realidad: Por qué usamos 142,5
En la práctica, se ha determinado
que la longitud física del dipolo debe ser más corta que la calculada
teóricamente. Por eso, usamos una constante más baja:
Longitud del dipolo (m)=142,5/𝐹(MHz)
Esto implica un "factor de
reducción" de aproximadamente 0,95, lo que significa que el dipolo real
tiene que ser un 5% más corto que el calculado idealmente.
Este ajuste se debe
principalmente a dos fenómenos:
3. El Efecto de Puntas
El efecto de puntas es un
fenómeno electromagnético que ocurre en los extremos de un conductor expuesto
al campo eléctrico. En las antenas dipolo, este efecto provoca que la corriente
no se anule de manera súbita y perfecta al llegar a las puntas, sino que siga
una disminución gradual, generando un campo más extendido hacia fuera del
alambre. Esto causa que:
La corriente en los extremos no
sea cero absoluto, como predice la teoría ideal.
El campo reactivo en el entorno
inmediato de las puntas influya en la distribución de corriente.
La longitud eléctrica del dipolo
sea mayor que su longitud física, como si la antena “fuera más larga” para la
onda que recibe o irradia.
Por eso, se requiere acortar
físicamente el conductor para que el sistema resuene correctamente.
4. Otros Factores que Influyen
Además del efecto de puntas, hay
varios otros factores que contribuyen a la necesidad de usar el número 142,5 en
vez de 150:
a) Grosor del conductor
Conductores más gruesos hacen que
el dipolo tenga una mayor superficie efectiva, lo que acorta aún más la
longitud necesaria. Un dipolo hecho con caño de aluminio será más corto que uno
de hilo fino.
b) Aislamiento dieléctrico cercano
La proximidad del suelo, árboles,
paredes o incluso aisladores plásticos cerca de los extremos modifica el campo
eléctrico y afecta la resonancia.
c) Carga distribuida y pandeo
Un alambre no perfectamente recto
o que cuelga con panza también altera su comportamiento resonante.
d) Material del conductor
Materiales con distintas
conductividades o constantes dieléctricas pueden afectar levemente la
propagación de la señal a lo largo del conductor.
5. El Factor de Velocidad
En muchas antenas, especialmente
cuando se usan cables con funda (como RG-58 o coaxiales abiertos), se introduce
el concepto de factor de velocidad. Este factor representa cuán rápida viaja la
señal a través del conductor comparado con el vacío, y suele rondar entre 0,66
y 0,95. En los dipolos de alambre desnudo en aire libre, se estima en 0,95, lo
cual explica por qué usamos 142,5 en vez de 150:
150×0,95=142,5
150×0,95=142,5
6. Fórmulas Comparadas
Fórmula Aplicación Longitud total
del dipolo
150 / F(MHz) Teórica (sin
corrección) Demasiado larga
142,5 / F(MHz) Práctica (alambre
en el aire) Más precisa
138 / F(MHz) Dipolos gruesos o
muy cercanos al suelo Más corta aún
7. Ejemplo Práctico
Queremos construir un dipolo para
7,100 MHz (banda de 40 metros):
Teóricamente: 150 / 7,1 = 21,13 m
Prácticamente: 142,5 / 7,1 =
20,07 m
Por lo tanto, haríamos cada brazo
de unos 10,04 m y luego afinaríamos recortando o doblando las puntas hasta
lograr la menor ROE con el NanoVNA.
8. Conclusión
El uso de 142,5/F(MHz) es fruto
de la experiencia acumulada y de la corrección empírica por diversos efectos,
principalmente el efecto de puntas. Este fenómeno, junto con la influencia del
grosor, altura, entorno y materiales del dipolo, obliga a ajustar la fórmula
ideal para lograr una antena verdaderamente resonante en la práctica.
Una buena regla es cortar un poco
más largo, medir con el NanoVNA o un medidor de ROE, y luego ajustar con
paciencia.
Espero les sea de utilidad y si realizan algún experimento al respecto lo puedan compartir.
Saludos Cordiales:
