电磁场与电磁波课设.doc

PAGE PAGE 1 PAGE \* MERGEFORMAT0 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc360963402 1.课程设计的目的与作用 PAGEREF _Toc360963402 \h 0 HYPERLINK \l _Toc360963403 1.1设计目的： PAGEREF _Toc360963403 \h 0 HYPERLINK \l _Toc360963404 1.2设计作用： PAGEREF _Toc360963404 \h 0 HYPERLINK \l _Toc360963405 2 设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 PAGEREF _Toc360963405 \h 1 HYPERLINK \l _Toc360963406 2.1设计任务 PAGEREF _Toc360963406 \h 1 HYPERLINK \l _Toc360963407 2.2Maxwell软件环境： PAGEREF _Toc360963407 \h 1 HYPERLINK \l _Toc360963408 3电磁模型的建立 PAGEREF _Toc360963408 \h 1 HYPERLINK \l _Toc360963409 4电磁模型计算及仿真结果后处理分析 PAGEREF _Toc360963409 \h 5 HYPERLINK \l _Toc360963410 5 设计总结和体会 PAGEREF _Toc360963410 \h 6 HYPERLINK \l _Toc360963411 6 参考文献： PAGEREF _Toc360963411 \h 7 1.课程设计的目的与作用 1.1设计目的：电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。 1.2设计作用：电磁场与电磁波主要介绍电磁场与电磁波的发展历史、基本理论、基本概念、基本方法以及在现实生活中的应用，内容包括电磁场与电磁波理论建立的历史意义、静电场与恒流电场、电磁场的边值问题、静磁场、时变场和麦克斯韦方程组、准静态场、平面电磁波的传播、导行电磁波以及谐振器原理等。全书沿着电磁场与电磁波理论和实践发展的历史脉络，将历史发展的趣味性与理论叙述和推导有机结合，同时介绍了电磁场与电磁波在日常生活、经济社会以及科学研究中的广泛应用。书中的大量例题强调了基本概念并说明分析和解决典型问题的方法；每章末的思考题用于测验学生对本章内容的记忆和理解程度；每章的习题可增强学生对于公式中不同物理量的相互关系的理解，同时也可培养学生应用公式分析和解决问题的能力 2 设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 2.1设计任务：设极板截面长为100mm，端部圆弧为 R2.5 的半圆，板间距离为10mm，假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为平行平面场，故采用XY平面建模分析；考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡；设极板之间充满相对介电常数ε2=6ε0的均匀电介质；板间电压差2500V 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 2.2Maxwell软件环境： Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有广泛的应用。它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解，使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。 3电磁模型的建立 建立上极板 首先建立长为100毫米 宽为5毫米的长方形极板 在建立两个半径为2.5的圆。利用 Modeler-Boolean-Unite指令 将其合并一个整体。 图3.1 单一极板的建立 进行极板的移动 利用Edit-Arrange-Move指令 图3.2 极板的移动 镜像设置 Edit-Duplicate-Mirror 图3.3 双层极板的建立 设置极板材料 图3.4 设置材料 设置极板电压 右键极板 Assign-Excitation-Voltage 输入上极板电压2500v 下极板电压0v