Файл: Цель занятия Изучить возможности и особенности работы с программой femm приобрести навыки создания геометрической формы модели и присвоения электрических и магнитных свойств её элементам..doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 63
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Цель занятия:1. Изучить возможности и особенности работы с программой FEMM..2. Приобрести навыки создания геометрической формы модели и присвоения электрических и магнитных свойств её элементам.3. Приобрести навыки представления результатов расчётов в различных формах.4. Исследовать взаимосвязь конфигурации и параметров магнитного поля с параметрами магнитов и катушки с током.5. Приобрести навыки анализа закономерностей физических процессов. Вопросы:1. Ознакомление с пакетом FEMM.2. Моделирование постоянного магнита. 3. Расчет и исследование поля постоянного магнита.4. Моделирование и исследование поля катушки с током
Рисунок 5 – Поле векторноеРисунок 6 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 7 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 8 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси X Рисунок 9 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Модуль магнитной индукции имеет максимальное значение:-по оси Х - в центре магнита;-по оси Y - на краях магнита.Это связано с тем, что на оси Х расположены полюса исследуемого постоянного магнита. По диаграмме векторного поля видно, что северный полюс исследуемого магнита находится справ, южный - слева.4. Моделирование и исследование поля катушки с током Рисунок 10 – Окно программы с моделью постоянного магнита, сеткой конечных элементов и окном библиотеки материаловРезультаты расчётов.Рисунок 11 – Силовые линии магнитного поля и поле интенсивностиРисунок 12 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 13 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 14 – График магнитного потока через площадку ΔS,
перпендикулярную оси X Рисунок 15 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Подбор плотности тока в катушке такой, чтобы модуль магнитной индукции в центре катушки был такой же, как в постоянном магните. |B| = 0,59 ТлПодобрано:J = 230 МА/м^2Расчёт количества витков провода для создания моделируемой катушки.Исходные данные:J = 230 МА/м^2B = 0,59 Тлl = 10 мм = 0,01 мμ0 = 4π*10^(-7)Решение:B = μ0JSпрN/lSпр = πd^2/4N = 256*10^(-6)/(π*d^2)Берём медный провод по ГОСТ 2112-62. d = 1 мм = 0,001 мN = 26 витковВид графиков магнитного поля изменился в результате того, что материал магнита имеет цилиндрическое сквозное отверстие.4.1. Моделирование и исследование поля катушки с током и ферромагнитным сердечником.Рисунок 16 – Окно программы с моделью постоянного магнита, сеткой конечных элементов и окном библиотеки материалов.Результаты расчётовРисунок 17 – Силовые линии магнитного поля и поле интенсивностиРисунок 18 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 19 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 20 – График магнитного потока через площадку ΔS,перпендикулярную оси XРисунок 21 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Подбор плотности тока в катушке такой, чтобы модуль магнитной индукции в центре катушки был такой же, как в постоянном магните. |B| = 0,59 ТлПодобрано:J = 95 МА/м^2В результате использования сердечника магнитный поток через площадку, перпендикулярную оси Х уменьшился, оси Y - увеличился.
Общие выводы по работе:Во время исследования нашей научной группой было изучено программное обеспечение для расчёта магнитных полей и были смоделированы магнитные поля постоянного магнита, катушки с током и катушки с ферромагнитным сердечником.Было обнаружено, что конфигурации магнитных полей постоянного магнита, катушки с током и катушки с ферромагнитным сердечником сильно различаются из-за изменения геометрической формы и свойств модели.Так же были рассчитаны характеристики тока для создания модуля магнитной индукции в центре катушки равной модулю магнитной индукции в центре постоянного магнита. Были подобраны плотности тока в 230 МА/м^2 для катушки без ферромагнитного сердечника и 95 МА/м^2 для катушки с ферромагнитным сердечником.
-
Ознакомление с пакетом FEMM.
Рисунок 5 – Поле векторноеРисунок 6 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 7 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 8 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси X Рисунок 9 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Модуль магнитной индукции имеет максимальное значение:-по оси Х - в центре магнита;-по оси Y - на краях магнита.Это связано с тем, что на оси Х расположены полюса исследуемого постоянного магнита. По диаграмме векторного поля видно, что северный полюс исследуемого магнита находится справ, южный - слева.4. Моделирование и исследование поля катушки с током Рисунок 10 – Окно программы с моделью постоянного магнита, сеткой конечных элементов и окном библиотеки материаловРезультаты расчётов.Рисунок 11 – Силовые линии магнитного поля и поле интенсивностиРисунок 12 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 13 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 14 – График магнитного потока через площадку ΔS,
перпендикулярную оси X Рисунок 15 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Подбор плотности тока в катушке такой, чтобы модуль магнитной индукции в центре катушки был такой же, как в постоянном магните. |B| = 0,59 ТлПодобрано:J = 230 МА/м^2Расчёт количества витков провода для создания моделируемой катушки.Исходные данные:J = 230 МА/м^2B = 0,59 Тлl = 10 мм = 0,01 мμ0 = 4π*10^(-7)Решение:B = μ0JSпрN/lSпр = πd^2/4N = 256*10^(-6)/(π*d^2)Берём медный провод по ГОСТ 2112-62. d = 1 мм = 0,001 мN = 26 витковВид графиков магнитного поля изменился в результате того, что материал магнита имеет цилиндрическое сквозное отверстие.4.1. Моделирование и исследование поля катушки с током и ферромагнитным сердечником.Рисунок 16 – Окно программы с моделью постоянного магнита, сеткой конечных элементов и окном библиотеки материалов.Результаты расчётовРисунок 17 – Силовые линии магнитного поля и поле интенсивностиРисунок 18 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси ХРисунок 19 – График изменения модуля магнитной индукции вдоль оси YРезультаты расчёта магнитного потокаРисунок 20 – График магнитного потока через площадку ΔS,перпендикулярную оси XРисунок 21 – График магнитного потока через площадку ΔS, перпендикулярную оси Y Подбор плотности тока в катушке такой, чтобы модуль магнитной индукции в центре катушки был такой же, как в постоянном магните. |B| = 0,59 ТлПодобрано:J = 95 МА/м^2В результате использования сердечника магнитный поток через площадку, перпендикулярную оси Х уменьшился, оси Y - увеличился.
Общие выводы по работе:Во время исследования нашей научной группой было изучено программное обеспечение для расчёта магнитных полей и были смоделированы магнитные поля постоянного магнита, катушки с током и катушки с ферромагнитным сердечником.Было обнаружено, что конфигурации магнитных полей постоянного магнита, катушки с током и катушки с ферромагнитным сердечником сильно различаются из-за изменения геометрической формы и свойств модели.Так же были рассчитаны характеристики тока для создания модуля магнитной индукции в центре катушки равной модулю магнитной индукции в центре постоянного магнита. Были подобраны плотности тока в 230 МА/м^2 для катушки без ферромагнитного сердечника и 95 МА/м^2 для катушки с ферромагнитным сердечником.
| Работу выполнили: "____" _____ 202_ года | Работу проверил: "______" _______ 202_ года |