ELEKTROTECHNIKA

Laboratorium:

Elektrodynamika techniczna

Temat: Badania symulacyjne ekranów elektromagnetycznych

Semestr:

………………

Grupa / data:

……………….. /
……………………………..

Ocena:

………………..

1.

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest analiza wpływu parametrów materiałowych wykorzystywanych do

budowy ekranów zmiennych pól elektromagnetycznych. Analizowanym ekranem

magnetycznym jest metalowa płyta o modyfikowanych parametrach materiałowych

i geometrycznych.

Program ćwiczenia obejmuje:

a)

zapoznanie się z obsługą programu,

b)

obliczenia symulacyjne,

c)

analizę wpływu parametrów materiałowych płyty na rozkład wielkości
elektromagnetycznych

d)

przygotowanie opracowania.

2.

Opis programu

Na rysunku 1 przedstawiono rozpatrywany obszar ekranu elektromagnetycznego ze

ź

ródłem pola oraz jego dyskretyzację. Na rysunku 2 przedstawiono natomiast podstawowe

parametry programu symulacyjnego dla badanego ekranu. Przykładowe wyniki symulacji

przedstawiono na rysunkach 3 do 5.

Instrukcja obsługi programu:

- wszystkie zmiany parametrów należy zatwierdzić przyciskiem „Siatka”,

- klawisz „Oblicz” pozwala na wykonanie obliczeń, uruchamia zablokowane klawisze,

- klawisz „B(t)” wyświetla rozkład modułu gęstości strumienia magnetycznego B

w czasie,

2

- klawisz „ rozkład B” wyświetla rozkład modułu gęstości strumienia magnetycznego B

dla wybranej chwili czasowej,

- klawisz „J(t)” wyświetla rozkład modułu gęstości prądu J w czasie,

- klawisz „ rozkład J” wyświetla rozkład modułu gęstości prądu J dla wybranej chwili

czasowej,

- klawisz „A(t)” wyświetla rozkład potencjału wektorowego A w czasie,

- klawisz „ Linie A” wyświetla rozkład potencjału wektorowego A dla wybranej chwili

czasowej,

- klawisze „B

x

” i „B

y

” pozwalają wyświetlić rozkład składowych gęstości strumienia

magnetycznego B,

Rys. 1. Główne okno programu – siatka dyskretyzująca

3

Odległość ekranu od źródła

Grubość ekranu

Przewodność elektryczna ekranu

Przenikalność magnetyczna ekranu

Liczba zwojów źródła

Prąd w przewodzie

Faza początkowa prądu

Częstotliwość prądu w przewodzie

Aktualnie wyświetlany kąt

Moduł obliczeniowy

Moduł wizualizacji

Rys. 2. Opis parametrów programu symulacyjnego

Rys. 3. Rozkład modułu gęstości strumienia magnetycznego B

4

Rys. 4. Rozkład modułu gęstości prądów indukowanych J

Rys. 5. Rozkład linii sił pola magnetycznego

5

3.

Przebieg ćwiczenia

1.

Dla różnych wartości µ

r

przeprowadzić obserwacje: rozkładu modułu indukcji B,

Linii sił pola magnetycznego oraz rozkładu gęstości prądu J w płycie ekranu:

a) µ

r

= 1

σ

= 0;

b) µ

r

= 100

σ

= 0;

c) µ

r

= 1000

σ

= 0;

Symulację wykonać dla różnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz,

2.

Dla różnych wartości

σ

przeprowadzić obserwacje:

−

rozkładu modułu indukcji B,

Linii pola magnetycznego, oraz rozkładu gęstości prądu J w płycie ekranu:

a) µ

r

= 1

σ

= 0.1;

b) µ

r

= 1

σ

= 1;

c) µ

r

= 1

σ

= 10;

Symulację wykonać dla różnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz,

3. Przeprowadzić symulację wpływu konduktywności ekranu

σ

na rozkład modułu

indukcji B, linii pola magnetycznego oraz rozkładu gęstości prądów indukowanych J
w płycie ekranu:

a) ekran przewodzący – aluminium

σ

=38, µ

r

= 1;

a) ferromagnetyk przewodzący – stal armco

σ

=10, µ

r

= 500;

b) ferromagnetyk przewodzący – stal krzemowa

σ

=2, µ

r

= 500;

c) ferromagnetyk przewodzący – ekran pakietowany

σ

=0,1, µ

r

=500;

d) ferromagnetyk nieprzewodzący – ekran ferrytowy

σ

=0,1, µ

r

=500;

Symulację wykonać dla różnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz,

4. Zbadać wpływ odległości ekranu od źródła pola przy różnych częstotliwościach źródła

pola.

4.

Uwagi i wnioski