Analýza elektrického pole rovinného kondensátoru. Proveďte numerickou analýzu elektrostatického pole rovinného kondensátoru se dvěma dielektriky, tj. stanovte rozložení potenciálu a intenzity elektrického pole v prostoru mezi elektrodami. Trojrozměrný numerický model pro uspořádání dielektrik podle Obr. 1 vytvořte v prostředí ANSYS, určete počet uzlů a elementů sítě konečných prvků. Vyhodnoťte intenzitu a indukci elektrického pole v prostoru obou dielektrik, určete plošnou hustotu elektrického náboje na elektrodách, náboj na elektrodách, energii elektrostatického pole mezi elektrodami a kapacitu kondenzátoru.
ε =
Zadaný potenciál elektrodách φ1, představuje Dirichletovu podmínku.05 0.FEKT Vysokého učení technického Brně
Zadání analýza elektrického pole rovinného kondensátoru
Proveďte numerickou analýzu elektrostatického pole
rovinného kondensátoru dvěma dielektriky, tj.
Preprocesor
Vhodný element (prvek) pro modelování elektrostatické úlohy (pro vytvoření sítě
konečných prvků, tzv.
Numerický model
U modelu lze použít zjednodušení geometrie řez modelem. Trojrozměrný numerický model pro uspořádání
dielektrik podle Obr.006 =
0. síťování) nastavíme postupem
Element Type
Add, Library Element Types zvolit Electrostatic nabídky vybrat PLANE 121,
Add, Library Element Types zvolit Electrostatic nabídky vybrat PLANE 121.
. Vyhodnoťte intenzitu a
indukci elektrického pole prostoru obou dielektrik, určete plošnou
hustotu elektrického náboje elektrodách, náboj elektrodách,
energii elektrostatického pole mezi elektrodami kapacitu
kondenzátoru.
Předpokládáme-li vzdálenost elektrod mnohem menší než rozměry výsledné pole
mezi elektrodami homogenní.
Fyzikální model
Hledané pole vytváří náboj rozložený povrchu rovinných elektrod potenciály φ1, φ0. stanovte rozložení
potenciálu intenzity elektrického pole prostoru mezi
elektrodami. Uspořádání dielektrik
Přehledné systematické řešení bude uvedeno popisem fyzikálního, matematického a
numerického modelu zadaného problému. vytvořte prostředí ANSYS, určete počet
uzlů elementů sítě konečných prvků.
V oblasti, které hledáme rozložení potenciálu, jsou dvě dielektrika konstantní
permitivitou jedná lineární prostředí. Na
ostatních plochách vymezujících prostor mezi elektrodami platí Neumannova podmínka.05 0.
Jedná elektrostatické pole prostoru vymezeném materiálem dielektrik plochou
elektrod, proto budeme řešit vnitřní úlohu. Parametry fyzikálního
a matematického modelu zadáváme preprocesoru. Parametry kondenzátoru volte εr1 2.
Obr.2, εr2 5.5, φ1
= kV, kV, 0.01 m.
Matematický model
Rozložení potenciálu vyhovuje Laplaceově diferenciální rovnici, kterou lze vyjádřit pro
elektrostatickou úlohu tvaru
div( grad y,z)
