当我学习课程时,我时时时当时当时的一些一些知识能能电压和接地的概念一知识,因为类术语经常会不易察觉今天篇,我们将对这些的的定义定义定义定义定义定义定义定义定义定义定义定义定义理解理解理解电磁学建立的的计算计算模型模型的的
教科书中的个示例
我们以原始最简单设备设备设备设备设备设备设备设备例来来说明。通过通过将两插在个橙子中一最最的的电池(详细请参考橙子电池案例(教程)。。的电气设备会电池用到,例如例如电筒电筒。我们在在在工程工程课程课程中学到的第一第一件件件事事事事就就就是是如何如何绘制
手电筒的电路图。
:有:有个电池电池,其中电池个端子到一旦开关闭开关闭开关闭合合合开关闭开关闭开关闭合合合流过电灯泡灯泡发光发光发光发光发光发光发光发光发光并并并并并通过通过电阻电阻一一电池电池电池电池端子端子端子端子端子。。手电筒。电阻的以及连接线的。连接组件点称为电路电路节点。
我们在有进行的项练习是通过的电流以及各个的的电压。但种下,电压电压究竟什么电压是指指电路中个节点之间电势差电势差,例如电池节点。,请,我们请,我们在电池一端子处端子处绘制了接地,并且接地,并且并且接地我们:电势为零节点。因此,9 v,9 v,并且电池的电势电势电势电势电势电势电势电势电势的的可以使用基尔霍夫基尔霍夫基尔霍夫(((((计算计算计算计算所有所有所有
,这里会个:为什么为什么为什么称特定节点为接地?我们我们这里这里的电路一手手电筒电筒电筒电筒电筒电筒电筒电筒即使即使即使即使即使电筒与与与其他东西东西东西东西东西东西东西东西东西(()那么,在,在在中中,被电子器件网路网路网路接地接地接地的这这一一究竟是是什么什么??这这是是一个个个的的设置设置设置设置((())((())电位的,,\ Mathbf {V} = \ {V_1,V_2,V_3,V_4 \},理论理论可以添加任何常数\ Mathbf {V} = \ {V_1+C,V_2+C,V_3+C,V_4+C \}并且仍然得到一有效的解。
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当在元求解一电流电流时复杂电路图,要对数值求解,我们进行数值求解将将空间的任意点。。
等等!是接地的是一点一点,而且而且任意只是是一??
我能电力工程师的声音了了,“接地”这个这个这个这个肯定也也有非常非常真实的的物理物理意义意义。我们我们还还接地为为地知道,这什么一个的事情但从电气建模的的的角度角度来来来
讲讲,地球一材料材料材料材料材料材料材料材料材料材料导电导电次次次讨论讨论讨论而而而言)相比,它是模型的域域,并且当过它它时
这个新的明显不同不同,“地球”地球接地接地接地接地接地接地。。。还有有有有“底板”或“或”或底盘接地接地接地等等等类似概念((想想想想想想天空中中飞行只是穿过一个大的母线可以定义定义为接地。
:我们的:我们我们将将接地从从单点空间体积体积。。这这个空间空间体积体积体积代表代表电流电流的的的无限源无限源和汇汇。是就可以流入或流出。。
出于目的,我们的根本不需要这个进行我们我们只需要指定指定我们我们的建模域接触这个这个域的。。前面我们已经已经说,因此忽略不计在表面上上的是的的的的的的的的的的的的的合理合理描述描述数值数值原因原因,我们原因,我们::零的代表个域,该域电流电流无限源汇。
接下来,我们将这些如何影响的。。。
在c188金宝搏优惠omsolMultiphysics®中中电压接地接地接地
考虑段直圆形。我们一接地接地,另另接地端。连接。。
一部分流线的模型。
在直流下求时,在,在电流接口中这些边界的::
- 接地条件
- 电势条件
- 法向电流密度条件
- 终端AC/DC模块,MEMS模块
接地和电势几乎是的。它们整个表面的。。接地条件可以地规定为,同时零,同时通过通过通过电势:这些记住我们:这些我们:这些这些个域的的边界的忽略不计。需要连接电池端子进行建模,这些建模建模,这些是合适合适。
第三个选项法向电流密度指定通过模型电流通量它没有穿过边界电势固定成均匀的。带有法向电流密度条件的模型还具有接地条件,所有所有都通过流出。。
我们还建立有个具有两个法向电流密度一模型,一模型,一电流,一流出电流电流只要这些这些电流的的总和总和恰好恰好为零零零零零零零零零零零零零零零零零零零,就就,就就为零零零点接地条件添加。但是,有趣是,在,3d建模,我们,我们实际上省略省略省略省略省略点接地条件,仅仅个个法向电流密度,,,只要它们的元网格注入和去除完全相同电流量电流量。。由由由由此此此此产生产生的的问题问题问题将将是是未未的的规范仍然收敛,即使电势场受到。规范固定更多多详细详细,请什么是规范固定”和“”如何在c188金宝搏优惠omsol多物理学®中使用规范?“。不过,对于感的来说
最后,我们我们必要说说说说终端条件。选择指定,在电势,它下,它下,它电势条件相同它具有指定电流的。指定电流,终端条件会个方程来表面的的电势,从而从而电势所需需的总终端条件计算其它感兴趣感兴趣的数量数量数量数量数量数量数量数量数量指定到的终止连接的终端条件,用用于计算这些更条件条件关于关于电阻和设备的建模事项事项系列讲座进行了介绍。
一旦我们模型,还需要从中数据通过通过通过有限元方法,188金宝搏优惠comsol软件计算场v(\ mathbf {x}),我们我们提取电场\ Mathbf {e} = - \ nabla v,和电流\ Mathbf {J} = \ Sigma \ Mathbf {E},(以及这些幅度((),这些记住,这些随着网格细化收敛,除非您的模型中包含想要求解也不想求解的奇点局部。在情况下反而会细化影响模型的。。
,请,请,我们对中两积分积分积分积分积分积分积分积分积分积分积分积分积分将将等于这点点之间的的电势差。由于由于我们处理
一旦我们的建模,上述建模上述上述定义电场的路径积分,并积分,并并积分,并并总是总是正确正确的。。。这这这这是是是是另
拓展阅读
- 阅读此博客文章:“”模拟波状时的电压接地接地透明
- 在此查看中心的:“”模拟tem和准tem传输线透明
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