¿Por qué el conductor interno de un cable coaxial contribuye al campo magnético fuera del conductor hueco?

  

Entonces, ¿por qué superponemos el campo magnético del conductor interno y el conductor hueco al calcular el campo magnético en la región 3?

Realmente no hay una buena respuesta a esto que no sea "así es". El electromagnetismo es una teoría lineal. Eso significa que si tiene dos cables con corriente que fluye en ellos, el campo magnético resultante es la suma de los campos creados por los dos cables individualmente. El hecho de que uno de esos cables esté dentro del otro no importa.

De hecho, lo mismo es cierto en la región "1". Sin embargo, la corriente que fluye en el conductor externo genera un campo de red cero en la región 1, por lo que el campo total es igual al campo causado por la corriente del conductor interno.

La condición de que no hay campo magnético dentro de un conductor solo se cumple a alta frecuencia. Este es el efecto de la piel. A una frecuencia suficientemente alta, el efecto piel forzará un flujo de corriente en la superficie interna del conductor externo igual a -i1. Si i2! = -I1, entonces el resto de i2 fluirá en la superficie exterior.

  

¿Por qué el conductor interno de un cable coaxial contribuye al campo magnético?   fuera del conductor hueco?

Esta pregunta posiblemente se responda mejor considerando por qué un escudo conductor no puede bloquear un campo magnético alterno. Todo se reduce al efecto de la piel, un fenómeno que hace que las corrientes alternas de mayor frecuencia no fluyan hacia el centro de un cable.

Para un escudo conductor "delgado" (es decir, mucho más delgado que la profundidad de la piel) un campo magnético alterno no se bloqueará significativamente. A medida que el grosor del escudo aumenta, el campo magnético crea corrientes de Foucault más grandes y estas tienden a cero a medida que el escudo se vuelve significativamente más grueso que la profundidad de la piel. Por lo tanto, el campo magnético en el "lado opuesto" del escudo se reduce progresivamente.

Para el cable coaxial, esto también ocurre, pero a bajas frecuencias, la falta de campo magnético más allá del diámetro del cable coaxial es cero porque las corrientes "internas" y de protección son iguales y antifásicas.