Уравнения электромагнетизма мощности переменного тока

Рассмотрите гомогенный диэлектрик с коэффициентом dielectricity ε, магнитная проницаемость µ, и бесплатно в любой точке. Поля должны удовлетворить специальному набору общих Уравнений Максвелла:

×E=μHt×H=εEt+J

Здесь, E является электрическим полем, H является магнитным полем, и J является плотностью тока. В отсутствие тока можно устранить H из первого набора и E от второго набора и видеть, что оба поля удовлетворяют уравнениям волны скоростью волны εμ:

ΔEεμ2Et2=0ΔHεμ2Ht2=0

Рассмотрите случай гомогенного диэлектрика без зарядов с коэффициентом dielectricity ε, магнитная проницаемость µ и проводимость σ. Плотность тока

J=σE

и волны ослабляются омическим сопротивлением,

ΔEμσEtεμ2Et2=0

Уравнения для H подобны.

Для гармонических временем полей используйте комплексную форму уравнений, заменяя E с

Ecejωt

Для плоскости электрическое поле Ec=(0,0,Ec), J=(0,0,Jejωt), и магнитное поле

H=(Hx,Hy,0)=1jμσ×Ec

Скалярное уравнение для Ec становится

·(1μEc)+(jωσω2ε)Ec=0

Приложение PDE Modeler использует это уравнение, когда это находится в режиме приложения AC Power Electromagnetics. Уравнение является комплексом уравнение Гельмгольца, которое описывает распространение плоских электромагнитных волн в несовершенных диэлектриках и хороших проводниках (σ» ωε). Комплексная проницаемость εc может быть задан как εc = ε/ω. Условия в материальных интерфейсах с резкими изменениями ε и µ являются естественными условиями для вариационной формулировки и не нужны ни в каком особом внимании.

Граничные условия, сопоставленные с этим режимом:

  • Граничное условие Дирихле, задающее значение электрического поля Ec на контуре

  • Нейманово граничное условие, задающее производную по нормали Ec, который эквивалентен определению тангенциального компонента магнитного поля H:

    Ht=jωn·(1μEc)

Решение является электрическим полем E. Используя решение, можно вычислить плотность тока J = σ E и плотность магнитного потока

B=jω×E

Используя приложение PDE Modeler, можно построить электрическое поле E, плотность тока J, магнитное поле H и плотность магнитного потока B. Также можно построить резистивный обогревающий уровень

Q=Ec2/σ

Можно построить магнитное поле и плотность магнитного потока как векторные поля при помощи стрел.

Ссылки

[1] Попович, B. D. вводный технический электромагнетизм. Чтение, MA: Аддисон-Уэсли, 1971.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте