ELEKTROTECHNIKA 

Laboratorium: 

Elektrodynamika techniczna 

 

Temat: Badania symulacyjne ekranów elektromagnetycznych 

 

Semestr: 

……………… 

Grupa / data: 

……………….. / 
…………………………….. 

Ocena: 

……………….. 

 

 

1.

 

Cel ćwiczenia 

Celem  ćwiczenia  jest  analiza  wpływu  parametrów  materiałowych  wykorzystywanych  do 

budowy  ekranów  zmiennych  pól  elektromagnetycznych.  Analizowanym  ekranem 

magnetycznym  jest  metalowa  płyta  o  modyfikowanych  parametrach  materiałowych 

i geometrycznych.  

 

Program ćwiczenia obejmuje: 

a)

 

zapoznanie się z obsługą programu, 

b)

 

obliczenia symulacyjne, 

c)

 

analizę wpływu parametrów materiałowych płyty na rozkład wielkości 
elektromagnetycznych 

d)

 

przygotowanie opracowania. 

 

2.

 

Opis programu  

Na  rysunku  1  przedstawiono  rozpatrywany  obszar  ekranu  elektromagnetycznego  ze 

ź

ródłem  pola  oraz  jego  dyskretyzację.  Na  rysunku  2  przedstawiono  natomiast  podstawowe 

parametry  programu  symulacyjnego  dla  badanego  ekranu.  Przykładowe  wyniki  symulacji 

przedstawiono na rysunkach 3 do 5. 

 

Instrukcja obsługi programu: 

-  wszystkie zmiany parametrów naleŜy zatwierdzić przyciskiem „Siatka”, 

-  klawisz „Oblicz” pozwala na wykonanie obliczeń, uruchamia zablokowane klawisze, 

-  klawisz  „B(t)”  wyświetla  rozkład  modułu  gęstości  strumienia  magnetycznego  B  

w czasie, 

 

2 

-  klawisz „ rozkład B” wyświetla rozkład modułu gęstości strumienia magnetycznego B  

dla wybranej chwili czasowej, 

-  klawisz „J(t)” wyświetla rozkład modułu gęstości prądu J w czasie, 

-  klawisz „ rozkład J” wyświetla rozkład modułu gęstości prądu J dla wybranej chwili 

czasowej, 

-  klawisz „A(t)” wyświetla rozkład potencjału wektorowego A w czasie, 

-  klawisz „ Linie A” wyświetla rozkład potencjału wektorowego A dla wybranej chwili 

czasowej, 

-  klawisze  „B

x

”  i  „B

y

”  pozwalają  wyświetlić  rozkład  składowych  gęstości  strumienia 

magnetycznego B, 

 

 

 

Rys. 1. Główne okno programu – siatka dyskretyzująca 

 

 

3 

 

Odległość ekranu od źródła 

Grubość ekranu 

Przewodność elektryczna ekranu 

Przenikalność magnetyczna ekranu 

Liczba zwojów  źródła 

Prąd w przewodzie 

Faza początkowa prądu 

Częstotliwość prądu w przewodzie 

Aktualnie wyświetlany kąt 

Moduł obliczeniowy 

Moduł wizualizacji 

 

Rys. 2. Opis parametrów programu symulacyjnego 

 

Rys. 3. Rozkład modułu gęstości strumienia magnetycznego B 

 

4 

 

Rys. 4. Rozkład modułu gęstości prądów indukowanych J 

 

Rys. 5. Rozkład linii sił pola magnetycznego 

 

5 

3.

 

Przebieg ćwiczenia 

1. 

Dla  róŜnych  wartości  µ

r

  przeprowadzić  obserwacje:  rozkładu  modułu  indukcji  B, 

Linii sił pola magnetycznego oraz rozkładu gęstości prądu J w płycie ekranu: 

 

a) µ

r 

= 1         

σ 

= 0; 

b) µ

r 

= 100     

σ 

= 0; 

c) µ

r 

= 1000   

σ 

= 0; 

Symulację wykonać dla róŜnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz, 

 

2. 

Dla  róŜnych  wartości 

σ

  przeprowadzić  obserwacje: 

−

  rozkładu  modułu  indukcji  B, 

Linii pola magnetycznego, oraz rozkładu gęstości prądu J w płycie ekranu: 

 

a) µ

r

 = 1     

σ

= 0.1; 

b) µ

r

 = 1    

 σ

= 1; 

c) µ

r

 = 1      

σ

 = 10; 

Symulację wykonać dla róŜnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz, 

 

3.  Przeprowadzić  symulację  wpływu  konduktywności  ekranu 

σ

  na  rozkład  modułu 

indukcji B, linii pola magnetycznego oraz rozkładu gęstości prądów indukowanych J 
w płycie ekranu: 

 

a) ekran przewodzący – aluminium 

σ

 =38, µ

r

 = 1; 

a) ferromagnetyk przewodzący – stal armco 

σ

=10, µ

r

 = 500; 

b) ferromagnetyk przewodzący – stal krzemowa 

σ

=2, µ

r

 = 500; 

c) ferromagnetyk przewodzący – ekran pakietowany 

σ

=0,1, µ

r

 =500; 

d) ferromagnetyk nieprzewodzący – ekran ferrytowy 

σ

=0,1, µ

r

 =500; 

 

Symulację wykonać dla róŜnych częstotliwości źródła pola f= 50, 150, 500, 1000 Hz, 

 

4.  Zbadać wpływ odległości ekranu od źródła pola przy róŜnych częstotliwościach źródła 

pola. 

4.

 

Uwagi i wnioski