Почему внутренний проводник коаксиального кабеля вносит вклад в магнитное поле снаружи полого проводника?

При изучении коаксиального кабеля я заметил, что магнитное поле внутреннего проводника может проходить через полый проводник (можно вычислить в области 3). Однако граничное условие магнитного поля на поверхности (между диэлектриком и идеальным проводником) идеального проводника известно как тангенциальная составляющая H (Ht = плотность поверхностного тока Js), а нормальная составляющая Hn = 0. Внутри идеальный проводник, мы имеем Ht = 0 и Hn = 0.

Так почему же мы накладываем магнитное поле внутреннего проводника и полого проводника при расчете магнитного поля в области 3 ?

В этом случае мы предполагаем, что ток, текущий во внутреннем проводнике, равен i1, а в полом проводнике равен i2 (в отличие от коаксиала, здесь i2 не равно -i1).

введите описание изображения здесь

Заранее спасибо.

Я не очень понимаю, что вы говорите. Я уверен, что у вас есть правильный вопрос, поэтому, возможно, попробуйте задать его более прямо. Я не понимаю, почему вы хотите, чтобы ток экрана НЕ -i1.
вопрос: почему мы добавляем магнитное поле внутреннего проводника (радиуса RA) для расчета полного магнитного поля в области 3 ?
Потому что именно так мы обнаруживаем, что при наложении магнитных полей от противоположных течений (внутреннего и внешнего) суммарное магнитное поле в области 3 равно нулю. В этом прелесть коаксиального кабеля.
Я далеко от практики, но разве это не «просто» вопрос о том, почему каждый проводник можно рассматривать отдельно, прежде чем наложить два результата, чтобы получить результат, который также согласуется со всеми условиями ? Не уверен, что есть интуитивный ответ.
Уважаемый Ака, я знаю, что магнитное поле равно нулю в регистре 3. Hi+Hh = 0, потому что i2 = -i1. но почему у нас все еще есть Hi (внутренний) в области 3, зная граничные условия на поверхности проводника. Я упомянул i2, отличный от -i1, только для того, чтобы рассказать об общем случае (экранированные провода).
Вы спрашиваете, как магнитное поле от тока внутри может проникнуть через экран, даже если экран глухо заземлен, но не пропускает ток?
да, например, или даже если он не привязан к эталонному плану.
Переменные магнитные поля будут пробивать проводящий экран - в этом суть того, чего вы не понимаете?
Ваш вопрос не имеет ничего общего с коаксиальным кабелем, это просто домашнее задание. Вы должны смоделировать поле H, вызванное внутренним и внешним проводником, а затем вычесть друг друга. Вы должны использовать закон Био-Савара.
Энди, да, я не понимаю, почему магнитное поле внутреннего проводника проникает во внешний проводник.
Проводник, используемый в качестве экрана от магнитных полей, должен быть значительно толще, чем глубина скин-эффекта (согласно скин-эффекту), чтобы действовать эффективно. Эффект кожи: en.wikipedia.org/wiki/Skin_effect
Проводник экрана здесь идеален, поэтому нет глубины скин-слоя. По Марко, мы действительно можем использовать закон Био-Савара, но, исходя из граничных условий, почему магнитное поле внутреннего проводника проникает во внешний проводник?
Из-за физического закона. Если токи равны, то магнитные поля будут вычитать друг друга на определенном расстоянии, результирующее остаточное поле равно нулю. В вашем случае поле перемагничивания будет таким же, как у одиночного провода с током I1-I2.
Если говорить строго об идеальном случае (без глубины скин-слоя и т. д.), это ваше наложенное условие , что i1-i2 не равно нулю, что поле снаружи не равно нулю. И вы можете сделать это легко, например, просто пропуская переменный ток через внешний проводник с отдельным обратным путем, отличным от внутреннего проводника.

Ответы (2)

Так почему же мы накладываем магнитное поле внутреннего проводника и полого проводника при расчете магнитного поля в области 3 ?

На самом деле нет хорошего ответа на этот вопрос, кроме «так оно и есть». Электромагнетизм является линейной теорией. Это означает, что если у вас есть два провода с текущим по ним током, результирующее магнитное поле представляет собой сумму полей, создаваемых двумя проводами по отдельности. Тот факт, что один из этих проводов находится внутри другого, не имеет значения.

На самом деле то же самое верно и в области «1». Однако ток, протекающий во внешнем проводнике, создает нулевое суммарное поле в области 1, поэтому полное поле равно полю, создаваемому током во внутреннем проводнике.

Условие отсутствия магнитного поля внутри проводника справедливо только на высокой частоте. Это скин-эффект. При достаточно высокой частоте скин-эффект будет вызывать ток на внутренней поверхности внешнего проводника, равный -i1. Если i2 != -i1, то остаток i2 будет течь по внешней поверхности.

Почему внутренний проводник коаксиального кабеля вносит вклад в магнитное поле снаружи полого проводника?

На этот вопрос, возможно, лучше всего ответить, если рассмотреть, почему проводящий экран не может блокировать переменное магнитное поле. Все дело в скин-эффекте, явлении, из-за которого переменные токи более высокой частоты не текут по центру провода.

Для «тонкого» проводящего экрана (т. е. намного тоньше, чем толщина кожи) переменное магнитное поле не будет существенно блокироваться. По мере того, как толщина экрана увеличивается, магнитное поле создает более сильные вихревые токи, которые стремятся к нулю, когда толщина экрана становится значительно больше, чем глубина скин-слоя. Таким образом, магнитное поле на «дальней стороне» экрана постепенно уменьшается.

Для коаксиала это тоже происходит, но на низких частотах отсутствие магнитного поля за пределами диаметра коаксиала равно нулю, потому что «внутренний» и экранный токи равны и противофазны.

Почему внутренний проводник коаксиального кабеля вносит вклад в магнитное поле снаружи полого проводника?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v