圆柱形电容器实验报告

电磁场与电磁波项目训练报告仿真求解圆柱形电容器班级：通信13-4姓名：学号：指导教师：徐维成绩：电子与信息工程学院

信息与通信工程系实验一仿真求解圆柱形电容器一、实验目的1•学习软件Ansoftmaxwell软件的使用方法；复习电磁学相关的基本理论；3•通过软件的学习掌握运用Ansoftmaxwell进行电磁场仿真的流程；4.通过对圆柱形电容器计算仿真实验进一步熟悉Ansoftmaxwell软件的应用。二、实验内容学会Ansoftmaxwell有限元分析步骤；会用Ansoftmaxwell后处理器和计算器对仿真结果分析；对圆柱形电容仿真计算结果与理论计算值进行比较。三、实验步骤圆柱形电容器模型的描述：电容器采用铜作为导体材料，内导体半径a=0.6mm，实心，外导体半径b=1mm，壁厚0.2mm，内外导体间以空气填充。设置高为h=1mm。（截面图如图1）图11.建模打开Ansoftmaxwell新建3D工程，建立如上图所示的圆柱体电容器，导体设置为铜;Project>InsertMaxwell3DDesignFile>Saveas>Planer

选中两个圆柱体AssignMaterial>copper（设置材料为铜）（如图1-1）Draw>Region（如图1-2）TOC\o"1-5"\h\z0AnsoftMaxwell-Project2-Maxwell3DDesignl-3DModeler-[Project?•MaxwellSDDesignl-Modeler]-<3{.|tf]XI□Q>%ft#XL:•EU|HB。|呢In0SS®00eats•■I、、'）InOOo舌|。|。同林波抓9反而|曰Ikd!fl£i%IProperties:Prqject2-MaxweN3DDesign1-Mcxiekr^3I^KtManagr^rojcctrfiiI^KtManagr^rojcctrfiiFLdUlW图1-1图1-2选择求解器类型：Maxwell>SolutionType>Electric>Electrostatic（如图1-3）图1-32.设置激励

外导体设置为3V内导体设置0V（如图2-1）选中insideMaxwell3D>Excitations>Assign（计划，分配）>Voltage>3V选中outsideMaxwell3D>Excitations>Assign>Voltage>0V图2-13.设置计算参数（AssignExecutiveParameter）Maxwell3D>Parameters>Assign>Matrix（矩阵）>Voltage1,Voltage2（如图3-1,3-2）图3-1

图3-24.设置自适应计算参数（CreateAnalysisSetup）Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetup最大迭代次数:Maximumnumberofpasses>10误差要求:PercentError>1%每次迭代加密剖分单元比例:RefinementperPass>50%（如图4-1）图4-15.Check&Run（如图5-1）AnsoftMaxwell-Prefect?-Maxwell3DDesign1-3DModeler-SOLVED-[Project2-Maxwell3DDesign1-Modeler]0S■aI□WXite®^XOQ|[¥]-Vr|ee©6O'&»s«<I。。出validationCheck:Projects-Maxwell3DDe$»gn)WRegi-fl<彳图5-1查看结果Maxwell3D>Reselts>Solutiondata>Matrix(如图6-1,6-2)图6-1Voltage1Voltage2VoltagelD.193B3-D.193S3Voltage2-D.193B3D.193S9图6-2所以仿真电容值为0.19389pF理论计算值1.00055C2/(N•m2),2双£1.00055C2/(N•m2),=8.85x10-12C2/(N•m2)

0将数值代入计算得0.108