Wie funktioniert die Abschirmung eines Koaxialkabels?

Betrachten wir ein Koaxialkabel mit nur zwei Leitern (dem Kern und der äußeren metallischen Abschirmung) und betrachten wir den Fall, in dem es den TEM-Modus bei einer bestimmten Frequenz ausbreitet:

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Meine Frage ist: Wie funktioniert die Abschirmung, um ein elektromagnetisches Feld von 0 (oder nahe 0) außerhalb des Kabels zu erhalten? Mir wurde immer gesagt, dass seine Schirmwirkung auf der Schirmeigenschaft sehr guter Leiter beruht. Ich kann diese Erklärung verstehen, aber ich habe Zweifel: Entlang der metallischen Abschirmung fließt ein Strom, der gleich und entgegengesetzt zu dem ist, der entlang des Kerns fließt. Es sollte also auch außerhalb des Kabels ein kreisförmiges Magnetfeld erzeugen.

Antworten (1)

Meine Frage ist: Wie funktioniert die Abschirmung, um ein elektromagnetisches Feld von 0 (oder nahe 0) außerhalb des Kabels zu erhalten?

Das durch den Rückstrom in der Abschirmung erzeugte externe Magnetfeld wird durch das entgegengesetzte externe Magnetfeld aufgrund des Vorwärtsstroms im Inneren (oder Kern) genau aufgehoben.

Es wird jedoch ein Magnetfeld zwischen Abschirmung und Innerem (Kern) geben.

Ich habe diese Aufgabe zuvor mit QuickField ausgeführt, um die Magnetfelder in zwei Szenarien anzuzeigen. Die farbigen Konturen zeigen die Flussdichte B: -

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Die Modelle sind ein wenig grob, da dies die Studentenausgabe von QuickField ist und Sie nicht viele freie Finite-Elemente-Knoten zum Spielen erhalten. Daher ist das Modell etwas klobig, in seinen Grenzen eingeschränkt, liefert aber die Ware für diese Frage.

Das erste Szenario zeigt das Magnetfeld, das den Schirm umgibt, wenn er ausschließlich mit 1000 Ampere bei 100 kHz durchflossen wird. Beachten Sie, dass in einer Stromröhre kein Fluss erzeugt wird (gemäß der klassischen Physik), aber es gibt immer noch eine Induktion zum inneren Kern (96,3 Volt).

Das untere Szenario ist der gleiche angelegte Strom, der jedoch ausschließlich im Inneren fließt. Beachten Sie, dass es um den gesamten inneren Kern herum Fluss erzeugt, und wenn Sie sich die Farbänderung in den Grenzecken ansehen, ist es in beiden Szenarien gleich, was bedeutet, dass die Flussdichte gleich ist.

Die entscheidende Zahl – die Spannung über dem Schirm (pro Meter) beträgt in Szenario 1 95,9 Volt und in Szenario 2 beträgt die Spannung über dem Schirm (durch Induktion von innen) 96,4 Volt (pro Meter). In einer perfekten Welt mit einem perfekten Modell mit unendlichen Grenzen wären diese beiden Spannungen gleich, was darauf hinweist, dass: -

Die externen Flüsse sind die gleichen, aber entgegengesetzt für entgegengesetzte Ströme

Liegt es also nicht an der abschirmenden Eigenschaft idealer Leiter? Ist es nur eine Aufhebung von Feldern
@Kinka-Byo Ich habe meiner Antwort einige weitere Daten hinzugefügt - ich denke, Sie werden es informativ finden und Ihnen im Grunde sagen, dass es sich um eine Magnetfeldunterdrückung handelt. Ich bin diesen Weg gegangen und habe mich mit Physikern und Chemikern gestritten, die mürrisch (und schließlich) OK ohne Danke gesagt haben, LOL!
Wie funktioniert die Abschirmung eines Koaxialkabels?
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