Ansoft大作业2..docx

Ansoft仿真实验报告————探究同轴电缆在不同情况下的场分布实验整体思路通过对同轴电缆在静磁场（无外加场、有外加场）中和涡旋场（无外加场、有外加场）中的场的分布情况的仿真，进一步加深对于同轴电缆的理解，同时对锻炼自己进行科学研究的能力。实验内容：同轴电缆在静磁场中（无外加场）与同轴电缆在涡旋场中（无外加场）场分布进行比较同轴电缆在涡流场中（无外加场）与同轴电缆在涡流场中（有外加场）场分布进行比较在进行同轴电缆分析时的附带结论（磁屏蔽）具体内容：（一）同轴电缆在静磁场中（无外加场）与同轴电缆在涡旋场中（无外加场）场分布进行比较第一步：求解同轴电缆在静磁场中（无外加场）的场分布（建立工程（一））说明：由于此软件根据不通场对于新加材料的特性选项不同，即在不同求解其中无法添加相同的材料，为了能够更好的对比在同轴电缆在静磁场和涡流场中的场分布情况，故同轴电缆中的添加介质为空气。具体步骤：选择静磁场求解器进行求解绘制图形：（内圆(inner)：r=3mm,外圆(outer1:r=8mm,outer2=8.1mm） 设置相关材料：（inner、outer2为copper,outer1为air） 设定边界条件（Setup Boundaries/Sources）：(inner:1A,outer2:-1A,气球边界) 设定执行参数 设定网格求解静磁场第二步：同轴电缆在涡旋场中（无外加场）场分布（建立工程（二））具体求解步骤：选择涡流场求解器进行求解。其他步骤同上。设定频率。F=10k Hz求解涡流场。第三步：对同轴电缆在静磁场中（无外加场）与同轴电缆在涡旋场中（无外加场）场分布进行比较B分布: 静磁场中 涡流场中B线： 静磁场中 涡流场中H分布： 静磁场中 涡流场中H线： 静磁场中 涡流场中J分布： 静磁场中 涡流场中J线： 静磁场中 涡流场中现象1：在内导体中，静磁场中的内导体内B、H、J分布较均匀，而在涡流场中的B、H、J分布则呈现明显的衰减现象。分析：由于涡流场中的频率比较高，根据集肤效应则B基本集中在导体的表面。现象2：在同轴电缆介质中，静磁场中与涡流场中场分布基本相同，数量级相同，在数值上相差较少。分析：对于介质中的磁场来说，根据《工程电磁场导论》一书中底189页所说“当场点到源点的距离R远小于场的波长时，略去位移电流才是合理的，这说明了磁准静态场在理想介质中的存在范围”。在涡流场中，f=10K Hz，经计算其波长为3*10^4m，而场点到源点的距离为1-5mm，可以看出，波长远远大于场点到源点的距离，即在涡流场中可以视为磁准静态场。由以上图片同样证明在静磁场和涡流场中，介质中的场分布基本相同。（二）同轴电缆在静磁场中（无外加场）与同轴电缆在静磁场中（有外加场）场分布进行比较前面讨论了在没有外加场的情况下同轴电缆在静磁场和涡流场中的场分布情况。由于在我们的生活中，同轴电缆中传输的为交变电流f=50Hz,故以下只针对分别在有外加场和没有外加场两种情况进行讨论和比较，在静磁场中的比较方法于此相同。具体步骤：第一步，求解有外加场存在涡流场中的同轴电缆中的场分布。（建立工程（三））绘制图形（与上同）。设定材料（与上同）。设定边界条件。加1000 weber/m的外加场 设定执行参数（同上）。设定网格（同上）。设定频率。（f=50Hz）求解涡流场（同上）。第二步，求解无外加场存在涡流场中的同轴电缆中的场分布。（在工程（二）的基础上进行改动）此处只是将以上涡流场的工程（二）中f=10K Hz，改为f=50Hz即可。第三步，对同轴电缆在涡旋场中（无外加场）与同轴电缆在涡旋场中（有外加场）场分布进行比较分析。B分布：无外加场 有外加场B线：无外加场 有外加场H分布：无外加场 有外加场H线：无外加场 有外加场J分布：无外加场 有外加场J线：无外加场 有外加场现象：由上图可以看出，在两种情况下，以上所有场的分布基本相同。分析：在此实验中，外加场为1000 weber/m，可以说已经很大了，但是可以看出对于场分布的影响很。，由以上可以得出结论，外加场对同轴电缆中场分布的影响非常小。这样我们就可以理解为什么在我们的传输线周围虽然有各种电磁干扰，但