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Problem 28.5: Coaxial cable

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同軸ケーブル(同軸円筒の導体の内筒と外筒に逆向きの電流を流す)は高い周波数の電気信号の伝達(内外円筒に挟まれた空間は絶縁体で充填)や送電(絶縁体を使わず中空)に用いる.日常的にはTVアンテナと受信機を結合するのに使われる.このアニメーションでは,たくさんの細い導線(各々を〇で示す)を束ねて筒を作り,各々がつくる磁場を合成することで同軸ケーブルの磁場を生成している.(単位は,長さがmm,磁場の大きさがμT = 10-6 T). Restart.[inner current]あるいは[outer curret]を押すと内筒あるいは外筒が作る磁場が表示される.両者を重ねあわせた表示もできるし,[reset]のあと一方だけを表示することもできる.

  1. 屋内の電灯線の配線やフィーダー線と呼ばれる2本の導線を平行に配置し逆向きの電流を流すものにくらべ,同軸ケーブルが有利な理由を推定しなさい.
  2. ケーブルの外筒(赤)の外側および内筒(青)の内側で磁場が0となる理由を説明しなさい.
  3. いろいろな場所で磁場の大きさを測定し外筒と内筒を流れる電流を求めなさい.

Problem authored by Melissa Dancy, Mario Belloni and Wolfgang Christian.

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