研究性教学训练载体

《研究性教学训练载体》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《电磁场与电磁兼容》研究性教学训练载体刘瑞芳本年度研究性训练分为两种方式，大家任选其一，第一种是撰写论文的形式，第二种是进行仿真与分析的形式一、撰写论文为了深化对本课程所学的知识的理解，对电气工程相关问题进行思考与拓展，针对下述题冃，任选•题，查阅相关参考文献，进行资料搜集整理，撰写论文，字数不限。1.部分电容的计算与测试方法研究2.电感的计算与测量方法研究3.接地电阻的分析计算与测量方法研究4.电容器的分类应用与发展方向5.电感器的分类作用与发展方向6.电磁场与电路的联系7.涡流效应的基本原理与工业应用8.有限差分法的

2、原理及其在电磁场数值计算中的应用9.有限元法的原理及其在电磁场数值计算中应用10.部分电导的基本概念及其在电气工程屮的应用11.库仑定律的实验方法分析12.法拉第电磁感应定律实验方法分析或者自己自由发挥，针对电磁场理论在电气工程的应用进行研究。二、仿真与分析题目：静电场与恒定电场静电比拟的电磁场数值仿真1•研究目的在《电磁场与电磁兼容》课程屮静电场是学生最先接触的一部分知识，对于静电场内容的准确把握和理解对于后续内容有着重要的作用。静电场的电容，静电能量和力是其中一个重要的知识点，对电场分布的准确理解是掌握这一知识点的棊

3、础。本次训练的目的之一，就是通过解析计算来掌握各种电极之间电场的分布和电容，再通过形象直观的电磁场数值计算后处理中的等位线和电力线分布来理解静电场的特点。静电场和恒定电场之间存在静电比拟的关系，本课程有“恒定电场模拟静电场”的相关实验，为了能够使大家在实验之前就对实验对象有理论的把握，在本研究性训练教学环节中设计了应用数值计算来验证静电比拟规律。针对同一结构的电极在恒定电场和静电场两种情况下进行数值计算，验证两种情况下场图分布的一致性，检验电容和电导满足静电比拟的规律。本次专题屮应用ANSOFT公司的电磁场数值计算软件M

4、axwell进行电磁场的求解。Maxwell是ANSOFT公司的大型电磁场有限元分析软件，其应用领域十分广泛，目前可应用于电机、电子。电力电子、交直流传动、电源、电力系统、汽车、航空航天等领域。已经在世界知名企业与机构得到广泛应用和验证。2.研究方案与要求下图给出了四种电极，请大家自己选择一种进行分析研究。每种电极都要按照下述方案进行研究。UOUOU(3)同轴电缆(1)平板电容(2)长线对平板(4)平行双线1).用解析法推导电极的电位分布表达式,电容表达式，电导表达式。确定电容和电导之间静电比拟的规律。2).应用ANSO

5、FTMaxwell进行静电场数值计算，自行设定结构参数，建立静电场二维几何模型，对材料赋值，设定边界场源，设置求解参数，进行静电场求解。耍求：(1)请给出电极的结构参数和材料参数，根据参数用解析方法计算电容。(2)在Maxwell处理中画出等位线，数值法计算电容。(3)比较解析计算的结果与数值计算结果的差异。3).不改变电极结构，应用ANSOFTMaxwell在二维恒定电流场中进行数值计算。要求：(1)请给出电极的结构参数和材料参数，根据参数用解析方法计算屯导。(1)在Maxwell后处理中画岀等位线分布，数值法求出电导

6、。(2)比较解析法结果与数值计算结果的差异。1).对恒定电场和静电场的数值计算结果进行比较，电导与电容之比是否满足静电比拟的规律。2)•总结恒定电场模拟静电场的理论依据。3)•总结本次研究性训练的收获和体会。3参考资料1赵博Ansoftl2在工程电磁场中的应用中国水利水电出版社.20102冯慈璋工程电磁场导论高等教育出版社.2003