Factor de dos para inductancia de placas paralelas

Al estudiar las líneas de transmisión, estoy confundido acerca de un factor "faltante" de dos en la fórmula L = m 0 a / b para la inductancia por unidad de longitud de dos láminas paralelas "infinitas".

Digamos que tenemos dos placas conductoras paralelas con corrientes iguales y opuestas I . Sea el ancho de las placas b , la distancia entre ellos a y longitud yo . Asumir a b yo , de modo que el campo interior sea uniforme. Al colocar un bucle amperiano alrededor de todo el arreglo, la corriente neta es cero, por lo que no debería haber un campo externo en nuestras aproximaciones. Tener un lazo alrededor de una de las placas,

B d yo = m 0 I B = m 0 I b

Este es el campo de una de las placas, por lo que el campo total es

2 m 0 I b

dando inductancia

L = Φ metro I = 2 m 0 Φ a b = 2 m 0 a b

por unidad de longitud. Este es un factor de 2 fuera del valor real. ¿Alguien puede ayudar a resolver mi confusión?

Respuestas (1)

Dejar B 0 = m 0 I / b . Entonces la ley de Ampere solo dice que para cada plato,

B bien B izquierda = B 0
dónde B bien y B izquierda son los campos del lado izquierdo y derecho de la placa. En el caso de una sola placa, suponiendo condiciones de contorno estándar, los campos son
B 0 / 2 | lámina | B 0 / 2.
En este caso con dos placas, con las mismas condiciones de contorno, los campos son
0 | placa 1 | B 0 | plato 2 | 0.
Los campos de las dos placas se suman en el interior, B 0 / 2 + B 0 / 2 = B 0 , y cancelar fuera. No hay factor de 2 .


La razón por la que esto es confuso es que para una sola placa existen diferentes condiciones de contorno. Por ejemplo, la configuración

0 | placa 1 | B 0
porque la placa izquierda de hecho satisface la ley de Ampere; Creo que esto es lo que estabas haciendo implícitamente cuando considerabas un plato de forma aislada. De hecho, esta es exactamente la solución que desearía si, por ejemplo, hubiera un superconductor a la izquierda de la placa. Del mismo modo para el otro plato que podría tomar
B 0 | plato 2 | 0.
Entonces la configuración de campo total se ve como
B 0 | placa 1 | 2 B 0 | plato 2 | B 0 .
Pero normalmente, cuando resolvemos estos problemas, nos encontramos en una situación en la que el campo magnético es cero en el infinito. Entonces, si bien esta configuración cumple con la ley de Ampere, no es la que estamos buscando, es lo que obtendríamos si hubiera un campo de fondo constante adicional. Por cierto, aún puede usar esta solución para calcular la inductancia siempre que recuerde que el Φ en la fórmula de inductancia es el cambio del flujo cuando enciende la corriente. Sin la corriente el campo es B 0 y aumenta a 2 B 0 . Desde 2 B 0 B 0 = B 0 de nuevo no hay factor de 2 .