Il fattore di velocità, oppure velocity factor in inglese, indicato con VF,Gottlieb, I.M., Practical RF power design techniques, TAB Books, 1993, , p.251 ('velocity factor') talvolta chiamato wave propagation speed oppure velocity of propagation (VoP oppure ), di un mezzo trasmissivo è il rapporto tra la velocità alla quale un fronte d'onda (di un segnale elettromagnetico, un segnale radio, un impulso luminoso in una fibra ottica o una variazione della tensione elettrica in un filo di rame) si propaga attraverso il mezzo e la velocità della luce nel vuoto. Per i segnali ottici, il fattore di velocità è il reciproco dell'indice di rifrazione.
La velocità dei segnali radio nel vuoto, per esempio, è la velocità della luce per cui il fattore di velocità di un'onda radio nel vuoto è pari a 1, ossia al 100%. Nei cavi elettrici, il fattore di velocità dipende principalmente dal materiale isolante (vedere tabella sotto).
L'uso dei termini fattore di velocità e wave propagation speed per indicare un rapporto di velocità è limitato alle reti di computer e alla fabbricazione di cavi. Nel contesto generale delle scienze e dell'ingegneria, questi termini vanno intesi come una vera velocità espressa in unità di distanza per unità di tempo,"velocity of propagation" in Walker, P.M.B., Chambers Science and Technology Dictionary, Edinburgh, 1991, mentre fattore di velocità è usato per il rapporto.
Valori tipici del fattore di velocità Il fattore di velocità è un'importante caratteristica dei mezzi impiegati per la comunicazione quali cavi di categoria 5 e le linee di trasmissione per radiocomunicazioni. Un cavo dati Plenum tipicamente ha un VF tra 0,42 e 0,72 (tra il 42% e il 72% della velocità della luce nel vuoto) e altri cavi intorno a 0,70. Un VF di 0,70 corrisponde a una velocità di circa 210.000.000 m/s ossia a un metro percorso in 4,76 ns.
+ Fattori di velocità minimi per cavi di rete VF (%) Cavo livello fisico Ethernet 74–79 Doppino ritorto Cat-7 77 RG-8/U Minimo per 10BASE5IEEE 802.3 Clause 8.4.1.3 67 Fibra ottica Minimo per 10BASE-FL,IEEE 802.3 Clause 15.3.1.3 100BASE-FX, ... 65 RG-58A/U Minimo per 10BASE2IEEE 802.3 Clause 10.5.1.3 65 Doppino ritorto Cat-6A 10GBASE-T 64 Doppino ritorto Cat-5e 100BASE-TX, 1000BASE-T 58.5 Doppino ritorto Cat-3 Minimo per 10BASE-TIEEE 802.3 Clause 14.4.2.4
Alcuni valori tipici del fattore di velocità per cavi per radiocomunicazioni indicati nei manuali e nei testi sono dati nella seguente tabella:
VF (%) Linea di trasmissione 95–99 "Ladder" Line a filo aperto 93 Cavo coassiale HJ8-50B 3 inch Heliax (dielettrico ad aria) 86 Cavo coassiale RG-8 Belden 7810A (gas-injected foam high-density polyethylene) 83 Cavo coassiale RG-6 Belden 1189A, Cavo coassiale RG-11 Belden 1523A 82 Cavo coassiale RG-8X Belden 9258 (foamed polyethylene dielectric) 80 Belden 9085 twin-lead 77 RG-8/U generico (foamed polyethylene) 66 Belden 8723 twin shielded twisted pair stranded (polypropylene insulator) 66 RG-213 CXP213 (dielettrico al polietilene solido)
Calcolo del fattore di velocità Segnali elettrici Il fattore di velocità VF è uguale al reciproco della radice quadrata della costante dielettrica relativa , del mezzo attraverso il quale si propaga il signale:
nel caso tipico in cui la permeabilità magnetica relativa, , è uguale a 1. Nel caso più generale:
includendo materiali conduttori magnetici non utilizzati abitualmente, come la ferrite.
Il fattore di velocità per una linea di trasmissione non dissipativa è dato da:
dove è l'induttanza distribuita (in henry per unità di lunghezza), è la capacità distribuita tra i due conduttori (in farad per unità di lunghezza) e è la velocità della luce nel vuoto.
Segnali ottici Il fattore di velocità VF è uguale al reciproco dell'indice di rifrazione del mezzo, solitamente la fibra ottica.
Note
Voci correlate Cavo coassiale Linea di trasmissione Equazioni dei telegrafisti