Ских устройств при помощи программы «elcut-4. 2»

 

 

Цель работы – получение знаний и практических навыков по ис- пользованию пакета ELCUT для выполнения расчётов электрических полей с применением метода конечных элементов.

 

 

Работа выполняется каждым студентом самостоятельно. U Номерварианта определяется по последней цифре номера зачётной книжкистудента U.

 

 

В данной работе необходимо выполнить нижеследующие пункты заданий:

1. Построить геометрическую модель устройства в программе

ELCUT.

2. Ввести физические свойства каждого элемента конструкции устройства.

3. Получить картины распределения полей и другие характери-

стики.

 

 

Конструкции электротехнических устройств, приведены в табл. 4.1.

 

 

Таблица 4.1

№ вари- анта	Конструкция устройства	Краткое описание
		Два несоосно расположен- ных проводящих цилиндра различного диаметра. По- тенциал внутреннего ци- линдра 100 В, внешнего – 0. Материал диэлектрика, за- полняющего пространство между цилиндрами – поли- пропилен (относительная диэлектрическая проницае- мость 2,2)

 

№ вари- анта

 

 

 

 

 

Таблица 4.1. Продолжение

 

 

Конструкция устройства Краткое описание

 

 

Два проводящих цилиндра различного диаметра. По- тенциал левого цилиндра

100 В, правого – -100 В. Материал диэлектрика – воздух (относительная ди-

электрическая проницае-

мость 1)

Конденсатор с параллель- ными обкладками. Поле внутри такого конденсатора однородно благодаря об-

кладкам специальной фор-

мы (скругления у краев). На верхнюю обкладку подан

потенциал 100 В, на ниж-

нюю – -100 В.

Два соосно расположенных проводника, один из кото- рых имеет прямоугольное сечение (внутренний). Он находится под потенциалом

200 В. Второй проводник используется в качестве эк-

рана. Материал диэлектри-

ка, заполняющего про-

странство между проводни- ками – фторопласт–4 (ПТФЭ), относительная ди- электрическая проницае- мость 2,1

Таблица 4.1. Продолжение

		Цилиндрический проводник (потенциал 100 В) покрыт изоляцией из полиэтиленте- рефталата (ПЭТФ) (относи- тельная диэлектрическая проницаемость 3,1) и экра- нирован металлической оп- леткой (квадратное сече- ние).
		Система – цилиндрический проводник – плоская об- кладка в воздушной среде. Проводник имеет потенци- ал 100 В, обкладка – 0.
		Классический плоский кон- денсатор с материалом на основе титаната бария в ка- честве диэлектрика (отно- сительная диэлектрическая проницаемость 600). По- тенциал верхней обкладки 100 В, нижней – -100 В.
		Два цилиндрических про- водника, находящихся под потенциалами 100В (левый) и -100 В (правый) в воз- душной среде.
		Два соосно расположенных проводящих цилиндра раз- личного диаметра. Потен- циал внутреннего цилиндра 100 В, внешнего – 0. Мате- риал диэлектрика, запол- няющего пространство ме- жду цилиндрами – стекло- волокно (относительная ди- электрическая проницае- мость 10)

Таблица 4.1. Продолжение

 

 

Конденсатор, обкладки ко- торого не параллельны. В качестве диэлектрика ис-

10 пользуется поликарбонат

(относительная диэлектри-

ческая проницаемость 2,6).

α=30º

 

 

Содержание отчёта

 

 

1. Цель работы.

2. Конструктивный эскиз исследуемого устройства.

3. Описание методики построения полевой модели исследуемого устройства в свободной и лаконичной форме.

4. Картины напряжённости, плотности энергии и электрического смещения и другие картины поля (по указанию преподавателя).

5. Характеристики поля в трёх различных точках (по указанию преподавателя).

6. Выводы.

Библиографический список

 

 

1. Турчак Л. И. Основы численных методов: Учеб. пособие.— М.:

Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987,—320 с.

2. Инженерные расчеты па ЭВМ: Справочное пособие/Под ред. В.

А. Троицкого. —Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979.

—288 с, ил.

3. Н. Н. Калиткин. Численные методы..— М.: Наука. Гл. ред. физ.-

мат. лит., 1978,—512 с.

4. Р. С. Гутер, Б. В. Овчинский. Элементы численного анализа и ма-

тематической обработки результатов опыта: Учеб. пособие.— М.:

Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1970,—432 с.

5. Мудров А. Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик,

Фортран и Паскаль. – Томск: МП «Раско», 1991. – 272 с.: ил.

6. Кравцов А.В., Мойзес О.Е., Кузьменко Е.А., Баженов Д.А., Коваль П.И. Информатика и вычислительная математика. Учебное посо- бие для студентов химических специальностей технических вузов.

- Томск: Изд-во ТПУ, 2003 - 245 с.

7. Ракитин В.И., Первушин В.Е. Практическое руководство по мето-

дам вычислений с приложением программ для персональных компьютеров: Учеб. пособие. -М.: Высш. шк., 1998. - 383 с: ил.

8. Мальцева О. П., Кояин H. В, Удут Л. С. Численные методы в электротехнике: Компьютерный лабораторный практикум. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 100 с.

9. Плис А.И., Сливина Н.А. Mathcad. Математический практикум для инженеров и экономистов: Учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Финансы и статистика, 2003. -656 с: ил.

10. Ивановский Р.И. Компьютерные технологии в науке и образова- нии. Практика применения систем MathCAD Pro: Учеб. пособие / Р.И. Ивановский. — М.: Высш. шк.,2003. — 431 с: ил.

11. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MathCAD в математике, физи-

ке и в Internet.- M.: Нолидж, 1998.-382 с.

12. Петрович В.П. Физические основы электроники: учебное посо-

бие. – Томск: Изд. ТПУ, 2000. – 150 с.

13. Панфилов Д. И., Чепурин И. Н., Миронов В. Н., Обухов С. Г.,

Шитов В. А., Иванов В. С. Электротехника и электроника в экс-

периментах и упражнениях: Практикум на Electronics Workbench: В 2 т. / Под общей ред. Д. И. Панфилова – Т. 2: Электроника. – М.: Додэка, 2000. – 288 с.

14. Пантелеев А. В., Якимова А. С., Босов А. В. Обыкновенные диф- ференциальные уравнения в примерах и задачах: Учеб. пособие. – М.: Высш. шк., 2001. – 376 с.: ил.

15. Поршнев С. В., Бленкова И. В. Численные методы на базе Math- CAD. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 464 с.: ил.

16. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электро-

магнитное поле: Учебник. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: Гарда-

рики, 2001. – 317 с.: ил.