武大电气工程电磁场实验报告90分精品Word文档下载推荐.docx

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（3）选择分析类型和求解器

新建工程文件，单击菜单命令Project/InsertMaxwell2DDesign，或者单击工具栏上的图标

。

执行菜单命令Maxwell2D/SolutionType，在弹出的对话框中选择求解类型Electrostatic，如图2-1所示：

图2-1选择求解器类型

3.绘制几何模型

（1）设置绘图单位

执行菜单命令Modeler/Units，根据需要进行单位设置。

本例中单位为m。

（2）绘制模型

（a）绘制导线

绘制导线1：

点击快捷键

（或者执行命令Draw/Circle），绘图区下方坐标状态栏输入（-2.5,10,0）后回车，此时坐标（X,Y,Z）变为（dX,dY,dZ），在其中输入（0,0.01,0），如图3-1所示，回车则会出现面圆Circle1。

图3-1第一根导线坐标示意图

同理，绘制导线2-6，导线2的圆心坐标为（-7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；

导线3的圆心坐标为（-12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；

导线4的圆心坐标为（2.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；

导线5的圆心坐标为（7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；

导线6的圆心坐标为（12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；

（b）绘制求解区域

执行菜单命令Draw/Circle或单击工具栏上的

，输入坐标（0,0,0）回车，输入（0,62.5,0）回车确认，得到cricle7。

只选择上半区域进行求解，选中circle7，执行菜单命令Modeler/Boolean/Split或单击工具栏上的

，选择XZ平面，点击确定，如图3-2所示。

图3-2分割上半求解平面

4.设置各部分材料属性

（1）设置导线材料属性

在属性栏中同时选中circle1-6，右键选择AssignMaterial，将material设置为copper，如图4-1所示。

图4-1设置导线材料为copper

（2）设置求解区域材料属性

circle7材料默认为vacuum，可不必再设定。

5.设置激励

（1）设置导线激励

在状态栏中选中circle1，右键选择AssignExcitation/Voltage，弹出静电场电压激励设置窗口，Value栏内输入电压值6V。

同理设置circle2-6的电压值也为6V，如图5-1所示。

图5-1设置导线电压为6V

（2）设置零电位

在绘图区右键SelectEdges，选中半圆与x轴重合的底边以及半圆的圆周，右键AssignExcitation/Voltage，设置Value值为0，如图5-2所示。

图5-2设置零电位

6.求解设置

（1）添加求解步骤：

选中Analysis，右键选择AddSolutionSetup，均沿用默认设置，点击确定，如图6-1所示。

图6-1添加求解步骤

（2）分析自检

执行菜单命令Maxwell2D/Validationcheck或单击快捷键

，弹出自检对话框，确认所有设置均正确，如图6-2所示。

图6-2检查所有设置均正确

7.求解及结果查看

（1）求解

选择Maxwell2D/AnalyzeAll，或者直接点击图标

进行求解，求解完成后得到图7-1。

图7-1求解成功

（2）查看求解结果

（a）查看整个求解区域的电压分布：

选中circle7，右键选择Fields/Voltage，出现如下对话框，如图7-2所示，InVolume选择AllObjects。

图7-2查看整个求解区域的电压分布

单击确定就可以看到整个求解区域的电压分布如图7-3所示。

图7-3整个求解区域的电压分布

（b）查看整个求解区域的电场强度分布：

选中circle7，右键选择Fields/E/Mag_E，出现如下对话框，如图7-4所示，InVolume选择AllObjects。

图7-4查看整个求解区域的电场强度分布

单击确定就可以看到整个求解区域的电场强度分布如图7-5所示。

图7-5整个求解区域的电场强度分布

放大后可以看到导线附近的电场强度分布如图7-6所示。

图7-6导线1附近的电场强度分布

如果得到更加规律、详细的电场强度分布，在导线1的圆心再建一个圆，圆心坐标为（-2.5,10,0），半径为（0,0.1,0），得到circle8，选中circle8，右键选择Properties，勾上Model，如图7-7所示。

图7-7将circle8选成Model

再查看circle8中的电场强度分布：

选中circle8，右键选择Fields/E/Mag_E，InVolume选择AllObjects，单击确定就可以看到circle8（导线1附近）较为规律的电场强度分布如图7-8所示。

图7-8导线1附近较为详细的电场强度分布

（c）导线间的电容计算：

在项目管理器右击Parameters，执行弹出菜单命令Assign/Matrix，弹出电容矩阵参数对话框，进行如图7-9所示的勾选。

图7-9电容矩阵设置

再次执行模型检查

和模型计算

，完成后在项目管理器栏右击Results，执行右键菜单命令SolutionDate，选择Matrix项目，或单击工具栏上的

，可以看到电容计算结果如图7-10所示。

图7-10电容计算结果

修改导线的参数，再次计算电容，并做比较。

1.改变导线的半径。

增大导线的半径，由原来的0.01m增大为0.02m。

全选Circle1-6中的CreatCircle，右键点击CreatCircle，选择Properties，将Radius修改成0.02m，如图7-11所示。

图7-11增大导线半径至0.02m

再次按照上述计算电容的步骤，算出分布电容如图7-12所示：

图7-12导线半径为0.02m时的部分电容

同理，减小导线的半径为0.005m。

按照上述步骤，计算分布电容如图7-13所示。

图7-13导线半径为0.005m时的部分电容

由上可以看出，增大导线半径，导线的单相对地电容增大，互部分电容也增大，但是增大得有限；

减小导线半径，导线的单相对地电容减小，互部分电容也减小，但是减小得有限。

2.改变导线的对地高度。

增大导线的对地高度，由原来的10m增大为15m。

依次右击Circle1-6中的CreatCircle，选择Properties，圆心纵坐标改成15m，如图7-14所示。

图6-14修改导线的对地高度为15m

按照上述计算电容的步骤，算出分布电容如图7-15所示：

图7-15导线对地高度为15m时的部分电容

同理，减小导线的对地高度为5m。

按照上述步骤，计算分布电容如图7-16所示。

图7-16导线对地高度为5m时的部分电容

由上可以看出，增大导线对地高度，导线的单相对地减小，互部分电容反而增大；

减小导线的对地高度，导线的单相对地电容增大，互部分电容反而减小。

（d）查看路径上的电压和电场强度分布：

路径的两个端点坐标为P1（-5,1.5,0）、P2（5,1.5,0）；

选择Draw/Line或者单击工具栏上的

，设置路径的坐标，在坐标栏输入（-5,1.5,0）回车后再输入（5,1.5,0），再回车。

在工程管理器中右击Result后，选择CreateFieldsReport/RectanglePlot，弹出图7-17所示的对话框，在其中可以查看相应的各种结果曲线。

图7-17查看控制线上的电压分布

查看路径上的电压分布：

在图7-17的对话框中，点击Geometry下拉菜单，选择Ployline1，在Quantity下选择Voltage，然后单击NewReport，可绘出控制线上的电压曲线。

如图7-18所示。

图7-18控制线上的电压分布

在图7-17的对话框中，点击Geometry下拉菜单，选择Ployline1，在Quantity下选择Mag_E，然后单击NewReport，如图7-19所示，可绘出控制线上的电场强度曲线。

如图7-20所示。

图7-19查看控制线上的电场强度分布

图7-20控制线上的电场强度分布