¿Cómo funciona el blindaje de un cable coaxial?

Consideremos un cable coaxial con solo dos conductores (el núcleo y el blindaje metálico externo), y consideremos el caso en el que se propaga en modo TEM a una determinada frecuencia:

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Mi pregunta es: ¿cómo funciona el escudo para obtener 0 (o cerca de 0) campo electromagnético fuera del cable)? Siempre me han dicho que su efecto de blindaje se debe a la propiedad de blindaje de muy buenos conductores. Puedo entender esta explicación, pero tengo una duda: a lo largo del escudo metálico hay una corriente que es igual y opuesta a la que fluye por el núcleo. Entonces, debería generar un campo magnético circular también fuera del cable.

Respuestas (1)

Mi pregunta es: ¿cómo funciona el escudo para obtener 0 (o cerca de 0) campo electromagnético fuera del cable)?

El campo magnético externo generado por la corriente de retorno en el escudo es anulado exactamente por el campo magnético externo opuesto debido a la corriente directa en el interior (o núcleo).

Sin embargo, habrá un campo magnético entre el escudo y el interior (núcleo).


Anteriormente realicé esta tarea usando QuickField para mostrar los campos magnéticos en dos escenarios. Los contornos coloreados muestran la densidad de flujo B: -

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Los modelos son un poco toscos porque esta es la edición para estudiantes de QuickField y no le brinda muchos nodos de elementos finitos libres para jugar, por lo tanto, el modelo es un poco torpe, restringido en los límites, pero cumple con esta pregunta.

El primer escenario muestra el campo magnético que rodea el escudo cuando 1000 amperios fluyen exclusivamente a través de él a 100 kHz. Tenga en cuenta que no se produce flujo dentro de un tubo de corriente (según la física clásica), pero aún hay inducción en el núcleo interno (96,3 voltios)

El escenario inferior es la misma corriente aplicada pero fluyendo exclusivamente en el interior. Tenga en cuenta que produce flujo alrededor del núcleo interno y, si observa el cambio de color en las esquinas de los límites, es el mismo en ambos escenarios, lo que implica que la densidad de flujo es la misma.

El número decisivo : el voltaje en el blindaje (por metro) en el escenario 1 es de 95,9 voltios y, en el escenario 2, el voltaje en el blindaje (debido a la inducción desde el interior) es de 96,4 voltios (por metro). En un mundo perfecto, con un modelo perfecto, con límites infinitos, esos dos voltajes serían los mismos, lo que indicaría que: -

Los flujos externos son iguales pero opuestos para corrientes opuestas.

Entonces, ¿no se debe a la propiedad de blindaje de los conductores ideales? ¿Es solo una cancelación de campos?
@ Kinka-Byo He agregado algunos datos más a mi respuesta. Creo que lo encontrará informativo y básicamente le dice que es la cancelación del campo magnético. He estado en este camino y discutido con físicos y químicos que malhumorados (y eventualmente) dijeron que estaba bien sin agradecer ¡jajaja!