31.6: الطاقة المخزنة في كابل محوري

يتكون الكابل المحوري من موصل نحاسي مركزي يستخدم لنقل الإشارات، يليه درع عازل، وشبكة معدنية مضفرة تمنع تداخل الإشارة، وطبقة بلاستيكية تغطي المجموعة بأكملها.

في أبسط صورة، يمكن تمثيل الكابل المحوري بأسطوانتين طويلتين مجوفتين متحدة المركز يتدفق فيهما التيار في اتجاهين متعاكسين. يتم تحديد المجال المغناطيسي داخل وخارج الكابل المحوري باستخدام قانون أمبير. المجال المغناطيسي داخل الموصل الداخلي هو صفر، حيث لا يوجد تيار محصور في تلك المنطقة. المجال المغناطيسي خارج الكابل هو أيضًا صفر لأن التيارات المتدفقة بشكل معاكس في الأسطوانتين متحدة المركز تلغي بعضها البعض، مما يعطي تيارات صافية صفرًا. يوجد المجال المغناطيسي فقط في منطقة الغلاف بين الموصلين ويستخدم للحصول على تعبير عن كثافة طاقة المجال المغناطيسي.

يتم تخزين كل الطاقة المغناطيسية للكابل بين الموصلين. يتم حساب الطاقة المغناطيسية من خلال تكامل كثافة الطاقة المغناطيسية مضروبًا في الحجم التفاضلي على الغلاف الأسطواني.

تتناسب الطاقة المغناطيسية لكل وحدة طول طرديا مع مربع التيار. ويمكن أيضًا التعبير عن إجمالي الطاقة من حيث الحث الذاتي للكابل متحد المحور.

تؤدي مساواة هذين التعبيرين إلى الحصول على تعبير عن الحث الذاتي لكل وحدة طول لكابل متحد المحور، والذي يعتمد فقط على نصف القطر الداخلي والخارجي للكابل.

يمكن زيادة الحث عن طريق زيادة نصف القطر الخارجي أو عن طريق تقليل نصف القطر الداخلي.

في الحد، عندما يصل نصف القطر الداخلي إلى نصف القطر الخارجي، يصبح الحث صفرًا، ولم يعد الكابل محوريًا.