一根同轴电缆包含一根半径为 a 的长圆柱导体,被内半径为 b,外半径为 c 的圆柱外壳所包围。内导体与外壳载有大小相等,但方向相反,均匀分布于导体内的电流。求在下列各区域内的磁场强度表示式:(1)r≤a;(2)a≤r≤b;(3)b≤r≤c;

动态 未结 0 82
小小草
小小草 LV1 2023年9月23日 23:40 发表
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\
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