Maxwell 11 工程电磁场实验报告
maxwell在工程电磁场中的应用
Maxwell在工程电磁场中的应用一、Maxwell方程组的提出Maxwell方程组是电磁学的基本方程，由苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1861年至1862年提出，是描述电磁场的基本规律。
该方程组共有四个方程，分别是高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和高斯-安培定律。
这些方程不仅揭示了电场和磁场的本质，还预言了电磁波的存在，对电磁学理论和工程应用产生了深远影响。
二、Maxwell方程组的应用1. 电磁波Maxwell方程组预言了电磁波的存在，是现代通信技术的基础。
电磁波的频率范围广泛，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
通过调控电磁波的波长和频率，人类可以实现无线通信、遥感探测、医学影像和材料检测等各种应用。
2. 电磁感应根据法拉第电磁感应定律，改变磁场的大小或方向可以产生感应电动势。
基于这一原理，人们可以制造电感、变压器、发电机、电动机等各种电磁设备。
这些设备在能源转换、电力传输和电动车辆等方面发挥着重要作用。
3. 电磁场模拟Maxwell方程组可以用于建立电磁场的数学模型，通过计算机仿真分析电磁场的分布和变化规律。
这种模拟技术在电磁兼容性设计、天线设计、微波加热、电磁遮蔽等领域得到广泛应用，为工程师提供了重要的设计工具。
4. 电磁兼容性电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中能够正常工作而不受外部电磁干扰，同时也不会对外部环境产生过大的电磁干扰。
Maxwell方程组为电磁兼容性设计提供了理论依据，工程师可以根据电磁场的传播规律和相互作用特性，设计出具有良好电磁兼容性的电子产品。
5. 激光与光纤通信激光是一种特殊的电磁波，其特性由Maxwell方程组描述。
激光技术在通信、医疗、制造等领域有着广泛的应用，光纤通信系统通过光的全内反射传输信息，具有大容量、低损耗、抗干扰等优势。
三、Maxwell方程组的研究进展1. 电磁场理论Maxwell方程组是经典电磁场理论的基础，但在高能物理、凝聚态物理、光子学等领域，人们提出了相对论性电磁场理论、量子电磁场理论等新的理论框架，拓展了Maxwell方程组的适用范围。
AnsysMaxwell在工程电磁场中的应用1
AnsysMaxwell在工程电磁场中的应用1 目录•1.1 界面环境•1.2 Maxwell 2D 的模型绘制•1.3 Maxwell 2D 的材料管理o 1.3.1 常用硅钢片材料的添加o 1.3.2 永磁材料的添加•1.4 Maxwell 2D 的边界条件和激励源o 1.4.1 Maxwell 2D 的边界条件o 1.4.2 Maxwell 2D 的激励源设置•1.5 Maxwell 2D 的网格剖分和求解设置o 1.5.1 Maxwell 2D 的网格剖分设置o 1.5.2 Maxwell 2D 的求解设置•1.6 Maxwell 2D 的后处理操作流程o 1.6.1 求解场图的查看o 1.6.2 路径上场量的查看学习自：《Ansoft12在工程电磁场中的应用》赵博、张洪亮等编著软件版本：ANSYS2019R3（1.9.7）回到顶部1.1 界面环境左侧为工程管理栏，可以管理一个工程文件中的不同部分或管理几个工程文件。
其下方为工程状态栏，在对某一物体或属性操作时，可在此看到操作的信息。
最下方并排的是工程信息栏，该栏显示工程文件在操作时的一些详细信息，例如警告提示，错误提示，求解完成等信息。
在旁边的工程进度栏内主要显示的是求解进度，参数化计算进度等，该进度信息通常会用进度条表示完成的百分比。
在屏幕中部是工程树栏，在此可以看到模型中的各个部件及材料属性、坐标系统等关键信息，也方便用户对其进行分别管理。
在操作界面最右侧较大区域为工程绘图区，用户可以在此绘制所要计算的模型，也可以在此显示计算后的场图结果和数据曲线等信息。
如果不小心将这几个区域给关闭了，还可以在 View 菜单栏中将其对应项前的对号勾上，则对应的区域会重新显示出来。
部分快捷操作按钮如下：新建 Maxwell 3D 工程，新建 Maxwell 2D 工程，新建电路工程，新建 RMxprt 工程。
新建，打开，保存，关闭等。
复制，剪切，粘贴，撤销等。
工程电磁场实训报告总结
一、引言电磁场是现代工程领域中不可或缺的一部分，涉及通信、电子、电力、医疗等多个领域。
为了加深对电磁场理论知识的理解，提高实际操作能力，我们参加了为期两周的工程电磁场实训。
通过本次实训，我们不仅巩固了电磁场的基本理论，还学会了如何运用这些理论解决实际问题。
以下是本次实训的总结报告。
二、实训内容1. 电磁场基本理论实训首先对电磁场的基本理论进行了回顾，包括麦克斯韦方程组、电磁波、电磁场能量等。
通过理论学习，我们深入了解了电磁场的基本性质和规律。
2. 电磁场模拟软件的使用实训过程中，我们学习了电磁场模拟软件的使用方法。
以Ansys Maxwell为例，我们学会了如何建立模型、设置边界条件和求解电磁场问题。
通过实际操作，我们掌握了软件在工程中的应用。
3. 电磁场仿真实验在仿真实验环节，我们针对实际工程问题进行了电磁场仿真。
例如，我们模拟了天线辐射、传输线特性、电磁屏蔽等场景，分析了电磁场参数对实际工程的影响。
4. 电磁场测量实验实训还安排了电磁场测量实验，包括电磁场强度测量、电磁波传播特性测量等。
通过实验，我们掌握了电磁场测量仪器的使用方法，了解了电磁场参数的测量方法。
三、实训收获1. 理论知识得到巩固通过本次实训，我们对电磁场基本理论有了更深入的理解，为今后在相关领域的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 实际操作能力得到提高实训过程中，我们学会了使用电磁场模拟软件和测量仪器，提高了实际操作能力。
这些技能将有助于我们在今后的工作中解决实际问题。
3. 团队协作能力得到锻炼实训过程中，我们分组进行实验和仿真，培养了团队协作精神。
在遇到问题时，我们共同讨论、解决问题，提高了团队协作能力。
4. 创新意识得到培养在实训过程中，我们针对实际问题进行仿真和实验，培养了创新意识。
通过不断尝试和改进，我们找到了更优的解决方案。
四、不足与反思1. 理论与实践结合不够紧密在实训过程中，我们发现部分理论知识在实际操作中应用不够灵活。
工程电磁场实验报告上交版
实验报告——叠片钢涡流损耗分析实验目的:1）认识钢的涡流效应的损耗, 以及减少涡流的方法；2）学习涡流损耗的计算方法；3）学习用MAXWELL SV计算叠片钢的涡流。
实验内容:作用在磁钢表面的外磁场Hz=397.77A/m, 即Bz=1T, 要求理论分析与计算机仿真：叠片钢的模型为四片钢片叠加而成, 每一片界面的长和宽分别是12.7mm和0.356mm, 两片之间的距离为8.12um, 叠片钢的电导率为2.08e6S/m, 相对磁导率为2000, 建立相应几何模型, 并指定材料属性, 制定边界条件。
分析不同频率下的涡流损耗。
实验简介:在交流变压器和驱动器中, 叠片钢的功率损耗很重要。
大多数扼流圈和电机通常使用叠片, 以减少涡流损耗, 但是这种损耗仍然很大, 特别是在高频的情况下, 交变设备中由脉宽调制波形所产生的涡流损耗不仅降低了设备的整体性能, 也产生了热。
设计工程师通常采用两种方法预测叠片钢的损耗:使用叠片钢厂商提供的铁耗随频率的变化曲线, 但是往往很难得到这样的曲线；使用简单的计算公式, 公式中的涡流损耗是叠片厚度的函数, 但是这样的公式往往仅在频率为60Hz或更低的频率情况下才是正确的。
而大多数交变电磁设备, 所使用的频率可达千赫兹或兆赫兹, 因此需要用其它的方法预测涡流损耗。
在非常高的频率下, 涡流损耗远大于磁滞损耗, 铁损几乎完全是由涡流引起的。
涡流损耗可以使用有限元法通过数值计算获得。
本实验就采用轴向磁场涡流求解器来计算不同频率下的涡流损耗。
实验步骤:根据实验内容分析建立实验模型, 由于四片叠片钢关于XY轴具有对称性, 故可以只计算第一象限。
定义模型的长宽及两片之间距离, 电导率, 相对磁导率以及外磁场场强之后就可以进行仿真。
通过生成几何模型, 制定材料属性, 指定边界条件和源, 设定求解参数选项极乐进行数据的统计了。
数值计算结果:图一Hz=1Hz时叠片钢的磁场分布图二Hz=60Hz时叠片钢的磁场分布图三Hz=360Hz时叠片钢的磁场分布图四Hz=1kHz时叠片钢的磁场分布图五Hz=2kHz时叠片钢的磁场分布图六Hz=5kHz时叠片钢的磁场分布图七Hz=10kHz时叠片钢的磁场分布1.数值结果与低频损耗计算公式的比较低频涡流损耗的计算公式为P=t2ω2B2σ2/24 V式中, V为叠片体积；t为叠片厚度；B为峰值磁通密度；δ为叠片电导率；ω为外加磁场角频率。
工程电磁场实验报告 (1)
工程电磁场导论实验报告姓名：学号：班级：指导教师：实验一 矢量分析一、实验目的1.掌握用matlab 进行矢量运算的方法。
二、基础知识1. 掌握几个基本的矢量运算函数：点积dot(A,B)、叉积cross(A,B)、求模运算norm(A)等。
三、实验内容1. 通过调用函数，完成下面计算给定三个矢量A 、B 和C 如下：23452x y zy zx zA e e eB e eC e e =+-=-+=-求（1）A e ；（2）||A B -；（3）A B ⋅；（4）AB θ ；（5）A 在B 上的投影 ；（6）A C ⨯；（7）()A B C ⋅⨯和()C A B ⋅⨯；（8）()A B C ⨯⨯和()A B C ⨯⨯A=[1,2,-3]； B=[0,-4,1]; C=[5,0,-2]; y1=A/norm(A) y2=norm(A-B) y3=dot(A,B)y4=acos(dot(A,B)/(norm(A)*norm(B))) y5=norm(A)*cos(y4) y6=cross(A,C)y71=dot(A,cross(B,C)) y72=dot(A,cross(B,C)) y81=cross(cross(A,B),C) y82=cross(A,cross(B,C))运行结果为：y1 =0.2673 0.5345 -0.8018 y2 = 7.2801 y3 =-11y4 = 2.3646 y5 =-2.6679y6 = -4 -13 -10 y71 =-42y72 =-42y81 = 2 -40 5 y82 = 55 -44 -11解：（1）[0.2673,0.5345,0.8018]A e =-； （2）||7.2801A B -=； （3）11A B ⋅=-；（4） 2.3646(135.4815)AB θ=； （5） 2.6679-；（6）[4,13,10]A C ⨯=---； （7）()()42A B C C A B ⋅⨯=⋅⨯=-；（8）()[2,40,5]A B C ⨯⨯=-；()[55,44,11]A B C ⨯⨯=--；2. 三角形的三个顶点位于A(6,-1,2), B(-2,3,-4), C(-3, 1,5)点，求（1）该三 角形的面积；（2）与该三角形所在平面垂直的单位矢量。
电磁场实验报告
电磁场实验报告电磁场实验报告引言：电磁场是物理学中重要的概念之一，它涉及到电荷与电流之间的相互作用以及它们所产生的力和能量。
为了更好地理解电磁场的性质和特点，我们进行了一系列的实验研究。
本报告将介绍我们所进行的实验、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。
实验一：电磁感应实验目的：通过观察电磁感应现象，了解磁场对电流的影响。
实验装置：我们使用了一个螺线管和一个磁铁。
螺线管上绕有细导线，两端接入电压表。
实验步骤：首先，我们将螺线管放在水平桌面上，然后将磁铁靠近螺线管的一端。
观察电压表的读数。
实验结果：当磁铁靠近螺线管时，电压表的读数发生了变化。
当磁铁靠近螺线管的一端时，电压表的读数为正值；当磁铁远离螺线管时，电压表的读数为负值。
分析和讨论：根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
在本实验中，当磁铁靠近螺线管时，磁场的磁通量发生了变化，从而在螺线管中产生了感应电动势。
这解释了为什么电压表的读数发生了变化。
实验二：电磁铁实验目的：通过制作一个简单的电磁铁，观察电流对磁场的影响。
实验装置：我们使用了一根铜线、一块铁心和一个电源。
实验步骤：首先，我们将铜线绕在铁心上，形成一个线圈。
然后将线圈的两端接入电源。
观察铁心的磁性。
实验结果：当通电时，铁心表现出磁性，可以吸引和悬浮一些小的铁质物体。
分析和讨论：根据安培定律，电流通过导线会产生磁场。
在本实验中，当电流通过铜线时，产生的磁场使铁心磁化，从而表现出磁性。
这解释了为什么铁心可以吸引和悬浮小的铁质物体。
实验三：电磁波实验目的：通过观察电磁波的传播，了解电磁场的波动性质。
实验装置：我们使用了一个发射器和一个接收器。
实验步骤：首先，我们将发射器放置在一个位置，然后将接收器放置在另一个位置。
观察接收器是否能够接收到发射器发出的信号。
实验结果：当发射器工作时，接收器能够接收到发射器发出的信号。
分析和讨论：根据麦克斯韦方程组，变化的电场和磁场可以相互激发对方，形成电磁波的传播。
工程电磁场实验报告
工程电磁场实验报告【实验名称】：工程电磁场实验报告【实验目的】：1. 学习电磁场的基本概念和理论知识，了解电磁场的产生、传播和作用。
2. 掌握电磁场的测量方法和仪器设备，学会使用电磁场测试仪对不同环境下的电磁场进行测量。
3. 通过实验验证电磁场与周围环境的关系，研究电磁场对人体健康的影响。
【实验原理】：电磁场是由运动电荷所激发出来的一种物理场。
在任何电路中，电子都在自己周围创造了一个细微的电磁场。
当这些电子流动时，它们产生一个磁场，这个磁场又会影响电子的运动，从而形成一个电磁波，这就是我们常见的无线电波。
电磁场可以分为静电场和磁场两种。
静电场是由电荷间的相互作用所产生的电场，具有电势能，可用库仑定律来描述；磁场是由运动电荷所产生的，具有磁通量，可用安培定律来描述。
当电子加速或减速时，会产生辐射场，辐射场也是一种电磁场。
【实验步骤】：1. 准备实验所需的电磁场测试仪器，并对其进行校准和调试。
2. 在室内、室外、地下等不同环境下进行电磁场测量，并记录数据。
3. 将测量结果进行统计和分析，得出电磁场与周围环境的关系。
4. 通过文献资料和相关研究了解电磁场对人体健康的影响，并将实验结果与理论知识相结合，分析电磁场对人体健康的影响因素和防护措施。
【实验结果】：经过多组数据的测量和分析，我们发现电磁场的大小与周围环境有很大的关系。
在室内环境中，电磁场主要来自于电器设备、灯具等电子设备；在室外环境中，电磁场主要来自于手机信号塔、广播电视塔等无线电波源。
此外，在地下建筑物中，电磁场主要来源于电力线路和照明设施。
同时，我们也发现电磁场的大小会对人体健康产生影响。
高强度电磁场会导致头痛、恶心、疲劳等身体不适，长期暴露在电磁场中还可能引起神经系统和免疫系统的损伤。
因此，为了保障人体健康，应该加强对电磁辐射的监测和控制，采取科学有效的防护措施。
【实验结论】：通过本次实验，我们深入了解了电磁场的基本概念和理论知识，掌握了电磁场的测量方法和仪器设备，验证了电磁场与周围环境的关系，并研究了电磁场对人体健康的影响。
工程电磁场课设实验报告永磁体
工程电磁场课设实验报告永磁体一、实验目的本次实验旨在通过对永磁体的研究，探究其在电磁场中所表现出的特性，并通过实验数据分析得出结论。
二、实验原理1.永磁体的定义永磁体是指在外界电场或磁场作用下，不会失去自身磁性的物质。
常见的永磁体有钕铁硼、铝镍钴等。
2.电磁场中永磁体的特性在电磁场中，永磁体会受到一定程度的影响。
当永磁体置于交变电场中时，其内部会产生感应电流和感应电动势；当置于静态磁场中时，则会受到力和力矩的作用。
3.实验装置本次实验采用了由直流稳压电源、直流万用表、万用表夹子、U形铜线圈、恒温水槽等组成的实验装置。
4.实验步骤（1）将U形铜线圈放入恒温水槽中，并将恒温水槽加以控制使其保持在恒定温度下。
（2）连接直流稳压电源和U形铜线圈，将电源输出电压调整至一定值。
（3）用万用表夹子夹住永磁体，将其置于U形铜线圈中央。
（4）记录下永磁体在不同电压下的磁场强度及其变化情况。
三、实验结果与分析通过实验数据的收集和分析，我们得出了以下结论：1.当电压较小时，永磁体内部产生的感应电流和感应电动势较小，因此对其磁性影响不大。
2.随着电压的增加，永磁体内部产生的感应电流和感应电动势逐渐增大，其磁性也随之改变。
3.当达到一定电压时，永磁体内部产生的感应电流和感应电动势已经达到饱和状态，此时再增加电压也无法使其磁性发生更大的改变。
四、实验结论通过本次实验我们得出了以下结论：1.在交变电场中，永磁体会产生感应电流和感应电动势，并对其磁性产生一定影响。
2.在静态磁场中，永磁体会受到力和力矩的作用。
3.随着电压的增加，永磁体内部产生的感应电流和感应电动势逐渐增大，其磁性也随之改变。
4.当达到一定电压时，永磁体内部产生的感应电流和感应电动势已经达到饱和状态，此时再增加电压也无法使其磁性发生更大的改变。
五、实验总结本次实验通过对永磁体在电磁场中的特性进行了探究，为我们深入了解永磁体的相关知识提供了重要的实验数据和结论。
同时，在实验过程中我们也学习到了如何正确使用实验装置以及如何准确记录和分析实验数据。
工程电磁场学习报告
<<工程电磁场>>学习报告电磁理论是人类科学宝库中非常重要的一部分，是现代电子技术的重要基础，是电子信息类和电气类等相关专业的一门重要的核心课程，也是微波技术、天线、电磁兼容等后续课程的理论基础。
它对于电磁场与微波技术专业，无线电技术专业，雷达专业，电力工程等许多专业都是不可缺少的。
电磁场理论被许多学者誉为“优美理论”，但电磁场理论中的抽象思维立体空间想象和繁琐的数学推导的确使不少初学者感到困难，甚至学生还没有开始学习就已得知学习这门课程将是一场“劫难”。
早在开设这门课程的以前就问过学长学姐关于本门学科的有关问题，他们的回答大都一样，“我就没有学懂，还没有真正听过几节课，还是好好学学…”这样的话无疑不是在打击着我的自信，感觉真正的劫难吧，但是还是立志说要好好听听老师讲解，在老师的带领下自己一定能够战胜的。
不过经过一个学期的体验下来确实跟学姐学长们的说法差不多，虽然很想学习、很想跟上老师的步伐，但是其中的很多问题确实让人头疼，特别是那些繁琐的推导计算，还需要一定的想象思维，不过我都没有放弃过，相信加上课后的自学巩固我能学到更多；有很多知识是以前在其他的学科中学过的内容，不过现在的学习中有所加深，让我们更加了解这个知识怎么运用，同时把很多知识串联在一起来学习，更有一种整体思维，在其中我们也能够开发我们想象的思维；还有感谢老师的教诲，老师确实很认真很卖力的为我们讲解每个问题，希望我们每个同学都能够真正的学到知识。
电场是存在于电荷周围能传递电荷与电荷之间相互作用的物理场。
在电荷周围总有电场存在；同时电场对场中其他电荷发生力的作用。
观察者相对于电荷静止时所观察到的场称为静电场。
如果电荷相对于观察者运动，则除静电场外，还有磁场出现。
除了电荷可以引起电场外，变化的磁场也可以引起电场，前者为静电场，后者叫做涡旋电场或感应电场。
变化的磁场引起电场。
所以运动电荷或电流之间的作用要通过电磁场来传递。
工程电磁场实验报告
实验一静电场仿真分析(一)矢量运算1、矢量运算函数程序代码：a=[1,2,-3];b=[0,-4,1];c=[5,0,-2];ea=a/norm(a)/////////////////////////////////////norm求模函数t2=norm(a-b)t3=dot(a,b)/////////////////////////////////////dot点积函数theta=acos(dot(a,b)/(norm(a)*norm(b))////////////acos叉积运算theta*180/pit5=norm(a)*cos(theta)t6=cross(a,c)t71=dot(a,cross(b,c))t72=dot(c,cross(a,b))t81=cross(cross(a,b),c)t82=cross(a,cross(b,c))答案：ea =0.2673 0.5345 -0.8018t2 = 7.2801t3 = -11theta = 2.3646ans =135.4815t5 =-2.6679t6 =-4 -13 -10t71 =-42t72 = -42t81 =2 -40 5t82 =55 -44 -112、三角形的面积与垂直矢量程序代码：a=[6,-1,1];b=[-2,3,2];c=[-3,1,5];n=cross(b-a,c-a);s=1/2*norm(n)en=n/norm(n)运算结果：s =16.7705en =0.4174 0.6857 0.5963 3、圆柱坐标下的电场求解程序代码：p=[3,4,2];rou=[p(1),p(2),0];erou=rou/norm(rou);ez=[0,0,1];ephai=cross(ez,erou);a=[4,2,3];arou=dot(a,erou)aphai=dot(a,ephai)az=dot(a,ez)运算结果：arou =4aphai =-2az =3(二)静电场仿真原理：单个点电荷电场强度：E =q/(4πεr2)e r多个点电荷电场强度：E =14πεq ir e ri1、电场强度的计算程序代码与运算结果：2、点电荷在球面上的电场矢量图函数说明：surf（X,Y,Z,0*Z）;quiver3(X,Y,Z,X,Y,Z) 程序代码：r=1;i=0;for theta=(0:2:180)*pi/180i=i+1;j=0;for phai=(0:2:360)*pi/180j=j+1;X(i,j)=r*sin(theta)*cos(phai);Y(i,j)=r*sin(theta)*sin(phai);Z(i,j)=r*cos(theta);endendsurf (X,Y,Z,0*Z);hold on;quiver3(X,Y,Z,X,Y,Z); 结果显示：3、电偶极子的等位面和电力线程序代码：g=10;x=-g:g;y=-g:g;[X,Y]=meshgrid(x,y);d=0.5;r1=sqrt(X.^2+(Y-d).^2);r2=sqrt(X.^2+(Y+d).^2);rf=sqrt(X.^2+Y.^2).^3;phai=(r2-r1)./(r2.*r1)*1e4; contour(X,Y,phai,100);hold on[FX,FY]=gradient(phai,1);quiver(X,Y,-FX.*rf,-FY.*rf);结果显示：（三）有限差分法求静电场的电位基础知识：1）静电位的拉普拉斯方程：∇2φ=0，泊松方程：：∇2φ=−ρε2）二维拉普拉斯方程的差分格式：φ0=φ1+φ2+φ3+φ44迭代法程序代码：u=[100,100,100,100,100;0,75,75,75,0;0,50,50,50,0;0,25,25,25,0;0,0,0,0,0];v=u;i=2:size(u,1)-1;j=2:size(u,2)-1;for k=1:100000v(i,j)=1/4*(u(i-1,j)+u(i+1,j)+u(i,j-1)+u(i,j+1));u(i,j)=1/4*(v(i-1,j)+v(i+1,j)+v(i,j-1)+v(i,j+1));err=max(max(abs(u-v)));if err<1e-8 break;end;enduk程序输出结果：u =100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.00000 42.8571 52.6786 42.8571 00 18.7500 25.0000 18.7500 00 7.1429 9.8214 7.1429 00 0 0 0 0k =31实验二微波发信机系统实验原理图：。
Ansoft Maxvell电磁仿真软件的应用实验报告
Ansoft Maxwell电磁仿真软件的应用实验报告一Maxwell 简介Ansoft公司的Maxwell是一个功能强大、结果精确、易于使用的二维/三维电磁场有限元分析软件。
包括静电场、静磁场、时变电场、涡流场、瞬态场和温度场计算等，可以用来分析电机、传感器、变压器、永磁设备、激励器等电磁装置的静态、稳态、瞬态、正常工况和故障工况的特性。
Maxwell还可以产生高精度的等效电路模型以供Ansoft的SIMPLORER模块和其他电路分析工具调用。
三维静电场分析（3D Electrostatic Field）用于分析由静止电荷、直流电压引起的静电场。
该模块直接计算标量电位，得到电场强度（E），电位移矢量（D），电场力、电场能量、转矩、电容值等。
可用于分析直流高压绝缘问题，电容器储能问题等。
三维直流磁场分析（3D DC Magnetic）用于分析由恒定电流、永磁体及外部激磁引起的磁场。
该模块可计算磁场强度（H），电流密度（J），磁感应强度（B），磁场力、磁场能量、转矩、电感等。
可用于分析直流载流线圈磁场，永磁体产生磁场等。
涡流场分析（Eddy Current Field）用于分析受涡流、集肤效应、邻近效应影响的系统。
它求解的频率范围可以从０到数百兆赫兹，能够计算损耗、铁损、力、转矩、电感与储能。
可用于分析导体中的涡流分布。
三维正弦电磁场特性等。
瞬态场（Transient Field）用于求解某些涉及到运动和任意波形的电压、电流源激励的设备。
该模块能同时求解磁场、电路及运动等强耦合的方程，因而可轻而易举地解决上述装置的性能分析问题。
二Maxwell 仿真步骤1 选择求解器类型2 建模3 设置材料属性（电导率，介电常数，磁导率等）4 设置激励源和边界条件5 自适应网格剖分6 有限元计算7 后处理三Maxwell仿真实例题目三：静电除尘器电磁场分析要求：掌握静电除尘的工作原理，建立静电除尘器模型，观测内部电场及能量的分布情况，并对结果进行分析。
工程电磁场实验报告
工程电磁场实验报告电磁场实验报告姓名：咳咳学号：201230254咳咳咳咳班级：电气工程学院2012级1班问题：有一极长的方形金属槽，边宽为1米，除顶盖电位为100V外，其他三面的电位均为零，试用差分法求槽内的电位分布。
有限差分法（Finite Differential Method，FDM）是基于差分原理的一种数值计算法。
其基本思想是：将场域离散为许多小网格，用差分代替微分，用差商代替求导，将求解连续函数泊松方程的问题转换为求解网格节点上的差分方程组的问题。
用所求网格的数值解代替整个场域的真实解。
因而数值解即是所求场域的离散点的解。
虽然数值解是一种近似解法，但当划分的网格或单元愈密时，离散点的数目也愈多，近似解（数值解）也就愈逼近于真实解。
设求解二维静电场边值问题：①网格划分将场域划分为小的网格。
设为正方形网格，边长h。
② 方程离散 将节点上的电位值作为求解变量，把微分方程化为关于的线性代数方程组。
21032202()x h ϕϕϕϕ-+∂≈∂ 22042202()y h ϕϕϕϕ-+∂≈∂ a ） 对内部节点12340024F hϕϕϕϕϕ+++-=b)对边界节点（只考虑节点位于边界上的情况）i fϕ=③ 求解线性代数方程组N 个方程联立成为线性代数方程组求解得到节点上的电位值。
当内点数较少时，可直接用代元消去法或列式法，张弛法等少算；当内点较多时，即内点不是几个，十几个而是成百个，上千个时，手算几乎不可能，这就必须借助计算机进行计算。
求解高阶方程有赛德尔迭代法等方法。
解：对于本例而言，用差分法可直接求得场域中离散点上电位的近似值。
首先对场域进行等距剖分，此处取步长h=0.1米，对于正方形场域则可使用网络格线自边界处起始， 边界节点的电位值（i=0,10;j=0,10)由边界条件给出，其内部节点的电位值（i=1,2,...9;j=1,2,...9)则待求。
由于槽内部电流密度为0所以电位函数所满足的拉普拉斯方程的差分离散格式为j i j i j i j i j i ,1,,11,,14ϕϕϕϕϕ=+++--++)(411,,11,,1,--+++++=j i j i j i j i ji ϕϕϕϕϕ 对于本例的网络剖分，i,j=1,2,3…9，则上式即为待求的内部节点上的电位值所应满足的代数方程组。
工程电磁场实验报告
工程电磁场实验报告姓名：学号：联系式：指导老师：实验一螺线管电磁阀静磁场分析一、实验目的以螺线管电磁阀静磁场分析为例，练习在 MAXWELL 2D 环境下建立磁场模型，并求解分析磁场分布以及磁场力等数据。
二、主要步骤a) 建立项目：其中包括生成项目录，生成螺线管项目，打开新项目与运行MAXWELL 2D。
b) 生成螺线管模型：使用MAXWELL 2D 求解电磁场问题首先应该选择求解器类型，静磁场的求解选择Magnetostatic，然后在打开的新项目中定义画图平面，建立要求尺寸的螺线管几模型，螺线管的组成包括Core 、Bonnet 、Coil 、Plugnut、Yoke。
c) 指定材料属性：访问材料管理器，指定各个螺线管元件的材料，其中部分元件的材料需要自己生成，根据给定的BH 曲线进行定义。
图1 元件材料图2 B-H曲线d) 建立边界条件和激励源：给背景指定为气球边界条件，给线圈Coil 施加电流源。
e) 设定求解参数：本实验中除了计算磁场，还需要确定作用在螺线管铁心上的作用力，在求解参数中要注意进行设定。
f) 设定求解选项：建立几模型并设定其材料后，进一步设定求解项，在对话框Setup Solution Options 进入求解选项设定对话框，进行设置。
三、实验要求建立螺线管电磁阀模型后，对其静磁场进行求解分析，观察收敛情况，画各种收敛数据关系曲线，观察统计信息；分析 Core 受的磁场力，画磁通量等势线，分析P lugnut 的材料磁饱和度,画出其B H 曲线。
通过工程实例的运行，掌握软件的基本使用法。
四、实验结果1.螺线管模型图32.自适应求解图4 收敛数据3.三角单元与收敛次数关系图54.总能量与收敛次数关系图65.磁场能量百分比与收敛次数关系图76.磁场力与收敛次数关系图87.统计信息图98.所受磁场力图10大小为118.2N，向为Core负向。
9.磁通等势线图1110.材料Plugnut的B-H曲线图12五、实验总结通过建立螺线管模型，熟悉了MAXWELL2D软件的使用法，为以后的工程求解积累了经验。
工程电磁场实验报告
越大。涡流损耗可以通过使用有限元法通过数值计算获得。本实验采 用轴向涡流求解器来计算不同频率下的涡流损耗。 四、实验要求 如图所示，模型由 4 片叠片钢组成，每一片的截面长和宽分别为 12.7mm 和 0.356mm,两片之间的距离为 8.12um,叠片钢的电导率为 2.08e6S/m,相对磁导率为 2000，作用在磁钢表面的外磁场 Hz=397.77A/m,即 Bz=1T。求不同频率下的涡流损耗。 叠片钢模型如图所示：
进行理论计算时，可用以下公式： 1、低频涡流损耗计算公式： P=
t² ω² B² σ 24
V
式中，V 为叠片体积;t 为叠片厚度；B 为峰值磁通密度；σ 为 叠片电导率；ω 为外加磁场角频率。 本实验中，V=12.7*0.001*0.356*0.001*1=4.5212*10-6m3 根据低频数值计算公式，求得不同频率下的理论计算值如表所示： F(Hz) 1 60 360 1k 2k 5k 10k Bmin(T) 1.000 0.999 0.987 0.912 0.743 0.396 0.191 P(W) 1.9605e-6 7.0578e-3 2.5408e-1 1.9605 7.8420 4.9012e1 1.9605e2
比较实验值与理论计算时，分析结果如下： F（HZ） 1 60 360 1K 2K 5K 10K P 实(W) P 理(W) 误差 E 1.58% 1.75% 3.85% 16.34% 41.63% 80.67% 93.64%
1.92947E-006 1.9605e-6 6.93405E-003 7.0578e-3 2.44296E-001 2.5408e-1 1.64331E+000 4.57748E+000 9.47548E+000 1.24500E+001 1.9605 7.8420 4.9012e1 1.9605e2
工程电磁场实验报告
工程电磁场仿真实验报告——叠钢片涡流损耗Maxwell 2D仿真分析（实验小组成员：文玉徐晨波葛晨阳郭鹏程栋）Maxwell仿真分析——二维轴向磁场涡流分析源的处理在学习了Ansoft公司开发的软件Maxwell后，对工程电磁场有了进一步的了解，这一软件的应用之广非我们所想象。
本次实验只是利用了其中很小的一部分功能，涡流损耗分析。
通过软件仿真、作图，并与理论值相比较，得出我们需要的实验结果。
在交流变压器和驱动器中，叠片钢的功率损耗非常重。
大多数扼流线圈通常使用叠片，以减少涡流损耗，但这种损耗仍然很大。
特别是在高频情况下，交变设备由脉宽调制波形所产生的涡流损耗不仅降低了设备的整体性能，也产生了热，因此做这方面的分析十分有必要。
一、实验目的1)认识钢的涡流效应的损耗，以及减少涡流的方法；2)学习涡流损耗的计算方法；3)学习用MAXWELL 2D计算叠片钢的涡流。
二、实验模型实验模型是4片叠钢片组成，每一篇截面的长和宽分别是12.7mm和0.356mm，两片中间的距离为8.12um，叠片钢的电导率为2.08e6 S/m，相对磁导率为2000，作用在磁钢表面的外磁场H z=397.77A/m，即B z=1T。
考虑到模型对X，Y轴具有对称性，可以只计算第一象限的模型。
三、实验步骤一．单个钢片的涡流损耗分析1、建立模型，因为是单个钢片的涡流分析，故位置无所谓，就放在中间，然后设置边界为397.77A/m，然后设置频率，进行求解。
2、进行数据处理，算出理论值，并进行比较。
二、叠钢片涡流损耗分析1、依照模型建立起第一象限的模型，将模型的原点与坐标轴的原点重合，这样做起来比较方便。
设置钢片的材质，使之符合实际要求。
然后设置边界条件和源，本实验的源为一恒定磁场，分别制定在上界和右边界，然后考虑到对偶性，将左边界和下界设置为对偶。
然后设置求解参数，因为本实验是要进行不同的频率下，涡流损耗的分析，所以设定好Frequency后，进行求解。
工程电磁场实验报告用超松弛迭代法求解接地金属槽内的电位分布
南京理工大学工程电磁场实验报告班级：1m 班姓名：mmmm学号：mmm2013.06.16实验一 用超松弛迭代法求解接地金属槽内的电位分布 一、实验目的1、掌握如何使用超松弛法来近似求解金属槽内的电位值。
2、掌握利用C++来实现超松弛迭代法。
二、实验原理有限差分法是基于差分原理的一种计算方法。
对于下面的的一个二维泊松方程的差分格式，利用差分就可以得到每一个点的电位。
图1 有限法网格分割其电位值是： 2012341()4Fh ϕϕϕϕϕ=+++-其中F ρε=-， h 为网格间距。
若令F=0，则电位情况则变成了拉普拉斯的差分格式：012341()4ϕϕϕϕϕ=+++图2 迭代法求电位值1、高斯-赛德尔计算法：(1)112,1,,11,,11[]4k k k k k i j i j i j i j i j Fh ϕϕϕϕϕ+++--++=+++-直到(1)(),,k k i j i j ϕϕε+-<为止。
2、对于超松弛法，我们引入一个加速收敛因子α并且得到下面的计算公式：(1)()112(),,1,,11,,1,[4]4k k k k k k k i j i j i j i j i j i j i j Fh αϕϕϕϕϕϕϕ+++--++=++++--直到(1)(),,k k i j i j ϕϕε+-<为止。
借助计算机来求解的时候，其流程图如下：图3 迭代法求电位值的流程图三、实验内容（1）、题目要求利用超松弛迭代法求解接地金属槽内的电位分布，给定图如下。
已知a=4cm,h=a/4=10mm 。
给定初值(0),j 0i ϕ=,误差范围为510ε-=。
求迭代次数N=？以及电位分布,i j ϕ。
图4 超松弛法求接地金属槽内的电位值（2）、利用C++来编写计算机的求解程序，其程序如下：程序（3）、求解结果运行程序后，就能得到求解的结果。
图5 运行程序后的初始界面图6 求解结果（4）结果分析1、从实验结果可以看到，当加速收敛因子的大小不同的时候，两者的迭代次数是有差异，所以选取合适的最佳的收敛因子可以大大加速求解的速度，节省存储空间，提高效率。
电磁结构仿真实习报告
一、引言电磁场是自然界中普遍存在的一种基本现象，广泛应用于电力、通信、电子、医疗等领域。
电磁结构的仿真是电磁场领域的重要研究手段之一，通过对电磁场问题的模拟和分析，可以帮助我们更好地理解和设计电磁系统。
本报告将针对电磁结构仿真实习，从仿真软件、仿真过程、仿真结果及分析等方面进行总结和阐述。
二、仿真软件介绍本次电磁结构仿真实习主要采用ANSYS Maxwell软件进行仿真。
ANSYS Maxwell是一款功能强大的电磁场仿真软件，广泛应用于电磁场问题的分析和设计。
该软件具有以下特点：1. 支持多种仿真类型，如静电场、恒定电流场、时变电磁场等；2. 提供丰富的材料库和参数设置，方便用户进行仿真；3. 具有强大的后处理功能，可生成多种格式的仿真结果；4. 支持与CAD软件的协同设计，提高设计效率。
三、仿真过程1. 仿真建模：首先，根据实际需求建立仿真模型，包括几何建模、网格划分、边界条件设置等。
在本次仿真中，我们以一个简单的传输线模型为例，进行电磁场仿真。
2. 材料属性设置：根据仿真需求，设置仿真模型中各材料的属性，如介电常数、磁导率、电导率等。
3. 边界条件设置：根据仿真需求，设置仿真模型的边界条件，如电场边界、磁场边界等。
4. 求解设置：选择合适的求解器，设置求解参数，如时间步长、迭代次数等。
5. 仿真求解：运行仿真，得到仿真结果。
四、仿真结果及分析1. 仿真结果本次仿真得到的传输线模型电磁场分布情况如图1所示。
图中展示了电场强度和磁场强度的分布情况。
2. 结果分析（1）电场分布：从仿真结果可以看出，电场强度在传输线模型中呈现周期性变化。
在传输线模型中心，电场强度较大，而在两侧，电场强度逐渐减小。
（2）磁场分布：磁场强度在传输线模型中也呈现周期性变化。
在传输线模型中心，磁场强度较大，而在两侧，磁场强度逐渐减小。
（3）损耗分析：通过计算传输线模型的损耗，可以得到损耗与频率的关系。
在低频段，损耗较小；随着频率的增加，损耗逐渐增大。
电磁场与电磁波实验报告
辽宁工程技术大学实验报告坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）(3)创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）(4)创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）(5)创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）2.设置激励（Assign Excitation）(1)选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign（计划，分配） >Voltage > 5V(2)选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix （矩阵）> Voltage1, Voltage24.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass> 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF四、实验体会通过这次实验，初步学会了Maxwell这一软件的运用，所得仿真值与理论值有所差别是因为理论值为理论值为理想状态下所得的结果，但在实际过程中要考虑多种因素对最终结果的影响，无法达到理想的结果。