根据安培环路定理,对于同轴电缆内的任意一条闭合回路,其沿着导体方向的磁场强度积分等于该回路所包围的电流。因此,我们可以通过构造不同的回路来求解不同区域内的磁场强度。
(1)当$r\leq a$时,我们可以构造一个半径为$r$的圆形回路,该回路完全包围了导体,因此其所包围的电流为$I$。根据安培环路定理,该回路沿着导体方向的磁场强度积分等于该回路所包围的电流,即:
$$\oint \vec{H}\cdot d\vec{l}=I$$
由于在该回路上,$\vec{H}$的方向与$d\vec{l}$的方向相同,因此上式可以化简为:
$$H\oint dl=I$$
其中$\oint dl$表示圆形回路的周长,即$2\pi r$。因此,我们可以得到:
$$H=\frac{I}{2\pi r}$$
(2)当$a\leq r\leq b$时,我们可以构造一个半径为$r$的圆形回路,该回路部分包围了导体和外壳,因此其所包围的电流为$I$。根据安培环路定理,该回路沿着导体方向的磁场强度积分等于该回路所包围的电流,即:
$$\oint \vec{H}\cdot d\vec{l}=I$$
由于在该回路上,$\vec{H}$的方向与$d\vec{l}$的方向相同,因此上式可以化简为:
$$H\oint dl=I$$
其中$\oint dl$表示圆形回路的周长,即$2\