Maxwell平行板電容器2D仿真實(shí)例

精品文檔實(shí)驗(yàn)要求：綜合訓(xùn)練項(xiàng)目一：平板電容器電場(chǎng)仿真計(jì)算2D仿真目的和要求：加強(qiáng)對(duì)靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)、電容、電場(chǎng)能量的理解，應(yīng)用靜電場(chǎng)的邊界條件建立模擬的靜態(tài)電場(chǎng)，解決電容等計(jì)算問(wèn)題；提升學(xué)生抽象思維能力、提高利用數(shù)學(xué)工具解決實(shí)際問(wèn)題的能力。成果形式：仿真過(guò)程分析及結(jié)果報(bào)告。用Ansoft Maxwell軟件計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度，并畫(huà)出電壓分布圖，計(jì)算出單位長(zhǎng)度電容，和電場(chǎng)能量，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析、總結(jié)。將所做步驟詳細(xì)寫(xiě)出，并配有相應(yīng)圖片說(shuō)明。一、 平行板電容器描述上下兩極板尺寸：20*2（mm）材料：pec（理想導(dǎo)體）介質(zhì)尺寸：20*6（mm）材料：mica（云母）激勵(lì)：電壓源上極板電壓：5V下極板電壓：0V二、 仿真步驟1、建模Project Insert Maxwell 2D DesignFileSave asPlanar Cap（工程命名為“Planar Cap”）選擇求解器類(lèi)型：Maxwell Solution Type Electric Electrostatic（靜電的）創(chuàng)建下極板六面體Draw Rectangle（創(chuàng)建下極板長(zhǎng)方形）將六面體重命名為DownPlate大?。?0*2（mm）Assign Material pec（設(shè)置材料為理想導(dǎo)體perfect conductor）創(chuàng)建上極板六面體Draw Rectangle（創(chuàng)建上極板六面體）大小：20*2（mm）將六面體重命名為UpPlateAssign Material pec（設(shè)置材料為理想導(dǎo)體perfect conductor）創(chuàng)建中間的介質(zhì)六面體Draw Rectangle（創(chuàng)建中間介質(zhì)六面體）大?。?0*6（mm）將六面體重命名為mediumAssign Material mica（設(shè)置材料為云母mica）創(chuàng)建計(jì)算區(qū)域（Region） Padding Percentage：60%設(shè)置完圖片如下圖：2、設(shè)置激勵(lì)（Assign Excitation）選中上極板UpPlate,Maxwell 2D Excitations Assign Voltage 5V選中下極板DownPlate,Maxwell 2D Excitations Assign Voltage 0V3、設(shè)置計(jì)算參數(shù)（Assign Executive Parameter）Maxwell 2D Parameters Assign Matrix Voltage1, Voltage24、設(shè)置自適應(yīng)計(jì)算參數(shù)（Create Analysis Setup）Maxwell 2D Analysis Setup Add Solution Setup5、Check & Run6、查看結(jié)果Maxwell 2D Reselts Solution data Matrix電容值：116.42pF7、查看能量分布圖RegionfieldsvoltageAllobjectsDone三、 結(jié)果分析與計(jì)算電容的結(jié)果為116.42pf 平板式電容計(jì)算公式：C=r*S/4kd式中： 電容C，單位F；相對(duì)介電常數(shù)；云母介電常數(shù)6.07.210（-12方）單位F/m； 面積S，單位平方米；極板間距d，單位米。C=8.86*10-12 *20*20/(4*3.14*9.0*109*6)=120.732up 與仿真值接近電場(chǎng)能量圖：電壓分布圖：場(chǎng)強(qiáng)分布圖：四、 心得體會(huì)1、這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用利用Maxwell2D電磁場(chǎng)分析軟件對(duì)平行板電容器進(jìn)行分析。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，掌握了Maxwell2D這個(gè)軟件的基本操作知識(shí)，但是對(duì)一些復(fù)雜的操作和軟件的部分功能還并未熟悉，需要多加練習(xí)。而且這個(gè)軟件對(duì)解決一些較難求解的靜磁場(chǎng)有很大幫助，所以又必要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。2、實(shí)驗(yàn)前需要先熟悉這個(gè)軟件的基本操作知識(shí)，這樣利用軟件解決具體問(wèn)題的時(shí)候會(huì)容易很多。這個(gè)實(shí)驗(yàn)就是這樣，如果不看前面的基本操作，