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Corriente y campo de un cable coaxial

De Laplace

1 Enunciado

Se tiene un cable coaxial rectilíneo de longitud L = 20 m formado por un núcleo cilíndrico de cobre de radio a = 4 mm, rodeado de una capa de dieléctrico ideal de radio exterior b = 7 mm. Por fuera del dieléctrico se encuentra una corona, también de cobre, de radio exterior c = 9 mm. El cable está terminado en un cortocircuito que conecta el núcleo interior con la corona exterior. En el extremo inicial del cable se establece una diferencia de potencial V0 = 3 mV.

  1. Calcule la intensidad de corriente que circula por el núcleo de cobre, así como la densidad de corriente y el campo eléctrico en todos los puntos del cobre.
  2. Calcule el valor aproximado del campo magnético B en todos los puntos del espacio. Suponga que μ = μ0 en todos los materiales. Desprecie los efectos de borde, considerando, para el cálculo de $\mathbf{B}$, el cable como de longitud infinita.

2 Corriente eléctrica

En este sistema tenemos dos resistencias puestas en serie. La corriente sale de la fuente de tensión y avanza por el núcleo del cable, llega al cortocircuito final y retorna por el conductor exterior, cerrándose el circuito.

Tanto en el núcleo como en la corteza exterior la corriente es longitudinal

\mathbf{J}=J\mathbf{u}_z\,

En este caso, cada resistencia, como en el caso de un cable grueso o un tubo conductor, equivale a la de un conductor filiforme;

R = \frac{L}{\sigma S}


En este problema tenemos dos resistencias: la del núcleo central

No se pudo entender (Falta el ejecutable de <strong>texvc</strong>. Por favor, lea <em>math/README</em> para configurarlo.): R_1 = \frac{2\,\mathrm{m}}{(5.96\times 10^7\mathrm{S}/\mathrm{m})(16\pi \times 10^{-6}\mahrm{m}^2)}=0.667\,\mathrm{m}\Omega

3 Campo magnético

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