Maxwell平行板电容器2D仿真实例.doc

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1、实验要求:综合训练项目一:平板电容器电场仿真计算2D仿真目的和要求:加强对静电场场强、电容、电场能量的理解,应用静电场的边界条件建立模拟的静态电场,解决电容等计算问题;提升学生抽象思维能力、提高利用数学工具解决实际问题的能力。成果形式:仿真过程分析及结果报告。用Ansoft Maxwell软件计算电场强度,并画出电压分布图,计算出单位长度电容,和电场能量,并对仿真结果进行分析、总结。将所做步骤详细写出,并配有相应图片说明。一、 平行板电容器描述上下两极板尺寸:20*2(mm)材料:pec(理想导体)介质尺寸:20*6(mm)材料:mica(云母)激励:电压源上极板电压:5V下极板电压:0V二、

2、 仿真步骤1、建模Project Insert Maxwell 2D DesignFileSave asPlanar Cap(工程命名为“Planar Cap”)选择求解器类型:Maxwell Solution Type Electric Electrostatic(静电的)创建下极板六面体Draw Rectangle(创建下极板长方形)将六面体重命名为DownPlate大小:20*2(mm)Assign Material pec(设置材料为理想导体perfect conductor)创建上极板六面体Draw Rectangle(创建上极板六面体)大小:20*2(mm)将六面体重命名为UpPl

3、ateAssign Material pec(设置材料为理想导体perfect conductor)创建中间的介质六面体Draw Rectangle(创建中间介质六面体)大小:20*6(mm)将六面体重命名为mediumAssign Material mica(设置材料为云母mica)创建计算区域(Region) Padding Percentage:60%设置完图片如下图:2、设置激励(Assign Excitation)选中上极板UpPlate,Maxwell 2D Excitations Assign Voltage 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 2D Excitat

4、ions Assign Voltage 0V3、设置计算参数(Assign Executive Parameter)Maxwell 2D Parameters Assign Matrix Voltage1, Voltage24、设置自适应计算参数(Create Analysis Setup)Maxwell 2D Analysis Setup Add Solution Setup5、Check & Run6、查看结果Maxwell 2D Reselts Solution data Matrix电容值:116.42pF7、查看能量分布图RegionfieldsvoltageAllobjectsDo

5、ne三、 结果分析与计算电容的结果为116.42pf 平板式电容计算公式:C=r*S/4kd式中: 电容C,单位F;相对介电常数;云母介电常数6.07.210(-12方)单位F/m; 面积S,单位平方米;极板间距d,单位米。C=8.86*10-12 *20*20/(4*3.14*9.0*109*6)=120.732up 与仿真值接近电场能量图:电压分布图:场强分布图:四、 心得体会1、这个实验是用利用Maxwell2D电磁场分析软件对平行板电容器进行分析。通过这次实验,掌握了Maxwell2D这个软件的基本操作知识,但是对一些复杂的操作和软件的部分功能还并未熟悉,需要多加练习。而且这个软件对解决一些较难求解的静磁场有很大帮助,所以又必要进一步学习。2、实验前需要先熟悉这个软件的基本操作知识,这样利用软件解决具体问题的时候会容易很多。这个实验就是这样,如果不看前面的基本操作,直接去做后面的实验,实验很难做出来。而熟悉过基本操作知识之后,实验很简单。3、利用这个软件解决静磁场的问题不仅简单,而且可以直接观察出场的分布图形,很直观,便于理解。 (注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关注)

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