¿Por qué el conductor interno de un coaxial contribuye al campo magnético fuera del conductor hueco?

Mientras estudiaba el cable coaxial, noté que el campo magnético del conductor interno puede atravesar el conductor hueco (se puede calcular en la región 3). Sin embargo, la condición límite del campo magnético en la superficie (entre el dieléctrico y el conductor perfecto) de un conductor perfecto se conoce como la componente tangencial de H (Ht = Js densidad de corriente superficial) y la componente normal es Hn = 0. Dentro de la conductor perfecto, tenemos Ht = 0 y Hn = 0.

Entonces, ¿por qué superponemos el campo magnético del conductor interior y el conductor hueco al calcular el campo magnético en la región 3?

En este caso suponemos que la corriente que circula por el conductor interior es i1 y por el hueco es i2 (no como el coaxial, aquí i2 no es igual a -i1).

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Gracias de antemano.

Realmente no estoy siguiendo lo que dices. Estoy seguro de que tiene una pregunta válida, así que tal vez intente preguntar más directamente. No entiendo por qué querrías hacer que el escudo sea actual NO -i1.
la pregunta es: ¿por qué sumamos el campo magnético del conductor interior (de radio RA) para calcular el campo magnético total en la región 3?
Porque así es como encontramos que cuando superponemos los campos magnéticos de corrientes exactamente opuestas (interior y exterior), el campo magnético neto en el área 3 es cero. Esa es la belleza de coaxial.
Estoy muy fuera de práctica aquí, pero ¿no es esto 'simplemente' una cuestión de por qué cada conductor puede considerarse de forma aislada antes de superponer los dos resultados para dar un resultado que también es consistente con todas las condiciones ? No estoy seguro de que haya una respuesta intuitiva.
Estimado Aka, sé que el campo magnético es cero en el registro 3. Hi+Hh = 0 porque i2 = -i1. pero ¿por qué todavía tenemos Hi (interior) en la región 3 conociendo las condiciones de contorno en la superficie del conductor? He mencionado i2 diferente de -i1 solo para hablar sobre el caso general (cables blindados).
¿Está preguntando cómo el campo magnético de la corriente en el interior puede penetrar a través del escudo incluso si el escudo está sólidamente conectado a tierra pero no pasa corriente?
sí, por ejemplo, o incluso si no está conectado a tierra en el plan de referencia.
Los campos magnéticos alternos penetrarán un escudo conductor. ¿Es esta la esencia de lo que no entiende?
Tu pregunta no tiene nada que ver con el cable coaxial, es solo una tarea. Tienes que modelar el archivo H causado por el conductor interno y externo, luego restarlo. Tienes que usar la ley de Biot-Savart.
Para Andy, sí, no entiendo por qué el campo magnético del conductor interno penetra en el conductor externo.
Un conductor utilizado como escudo contra los campos magnéticos tiene que ser significativamente más grueso que la profundidad de la piel (según el efecto de la piel) para actuar con eficacia. Efecto de piel: en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect
El conductor blindado aquí es perfecto, por lo que no hay profundidad de piel. Para Marko, de hecho, podemos usar la ley de Biot Savart, pero según las condiciones de contorno, ¿por qué el campo magnético del conductor interno penetra en el conductor externo?
Por la ley física. Si las corrientes son iguales, los campos magnéticos se restarán entre sí a cierta distancia, el campo remanente resultante será cero. En su caso, el campo remanente será el mismo que el causado por un solo cable con corriente I1-I2.
Hablando estrictamente sobre el caso ideal (sin profundidad de piel, etc.), es su condición impuesta que i1-i2 no sea cero que el campo exterior no sea cero. Y puede hacer que eso suceda fácilmente, por ejemplo, simplemente pase una corriente CA a través del conductor externo con una ruta de retorno separada que no sea el conductor interno.

Respuestas (2)

Entonces, ¿por qué superponemos el campo magnético del conductor interior y el conductor hueco al calcular el campo magnético en la región 3?

Realmente no hay una buena respuesta a esto que no sea "así es". El electromagnetismo es una teoría lineal. Eso significa que si tiene dos cables con corriente fluyendo por ellos, el campo magnético resultante es la suma de los campos creados por los dos cables individualmente. El hecho de que uno de esos cables esté dentro del otro no importa.

De hecho, lo mismo es cierto en la región "1". Sin embargo, la corriente que fluye en el conductor exterior genera un campo neto cero en la región 1, por lo que el campo total es igual al campo causado por la corriente del conductor interior.

La condición de que no hay campo magnético dentro de un conductor solo es cierta a alta frecuencia. Este es el efecto piel. A una frecuencia lo suficientemente alta, el efecto pelicular forzará un flujo de corriente en la superficie interior del conductor exterior igual a -i1. Si i2 != -i1, entonces el resto de i2 fluirá sobre la superficie exterior.

¿Por qué el conductor interno de un coaxial contribuye al campo magnético fuera del conductor hueco?

Esta pregunta posiblemente se responda mejor al considerar por qué un escudo conductor no puede bloquear un campo magnético alterno. Todo se debe al efecto piel, un fenómeno que hace que las corrientes alternas de mayor frecuencia no fluyan por el centro de un cable.

Para un escudo conductor "delgado" (es decir, mucho más delgado que la profundidad de la piel), un campo magnético alterno no se bloqueará significativamente. A medida que aumenta el grosor del escudo, el campo magnético crea corrientes de Foucault más grandes y estas tienden a cero a medida que el escudo se vuelve significativamente más grueso que la profundidad de la piel. Entonces, el campo magnético en el "lado lejano" del escudo se reduce progresivamente.

Para el coaxial esto también sucede, pero a bajas frecuencias, la falta de campo magnético más allá del diámetro del coaxial es cero porque las corrientes "interna" y de protección son iguales y antifase.

¿Por qué el conductor interno de un coaxial contribuye al campo magnético fuera del conductor hueco?
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