Software: FEM - Tutorial - Elektrostatik - Modellbildung: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 28. April 2009, 10:47 Uhr

Modellbildung

Für die Domäne "elektrostatisches Feld" werden folgende Zusammenhänge als bekannt vorausgesetzt:

"Dimensionierungsgleichung" für einen Kondensator bei homogenen Feld: C=ε·A/d
"Definitionsgleichung" für die Kapazität: C=Q/U

In dieser Übung wollen wir das erworbene Wissen zur Modellbildung weitestgehend selbstständig anwenden. An dieser Stelle noch einige Hinweise:

Idealisierungen:

Modellieren muss man nur die obere Hälfte der Leiterplatte (inklusive der Masse-Ebene).
Wir nutzen die Symmetrie-Eigenschaften der Geometrie und des elektrostatischen Feldes (z.B. nur Modell der rechten Hälfte).
Wir verwenden 2D-Elemente (Membran). Günstig ist eine "Dicke" der Elemente von 1 m, dann erhält man die berechnete Kapazität sofort als Kapazitätsbelag pro Meter. Die "Dicke" entspricht im Modell der betrachteten Leiterzuglänge.
Die Kapazität zwischen Leiterbahn und Masse-Ebene wird durch das gesamte elektrostatische Feld bestimmt:
- Dieses erstreckt sich theoretisch durch den unendlichen Raum.
- Praktisch genügt jedoch der Raum in der Nähe des Leiters. Die Breite dieses Bereiches neben der Leiterbahn sollte mindestens so groß sein wie der Abstand des Leiters zur Masse-Ebene.
- In geringerem Maße trägt auch das Feld über dem Leiter (durch die Luft) mit zur Kapazität bei. Dieser Luftraum sollte deshalb im Modell berücksichtigt werden.

===>>> Hier geht es bald weiter !!!

Hinweis: Die Vernetzung wird noch wesentlich überarbeitet (Mapped Mesher)!

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+Für die Domäne "elektrostatisches Feld" werden folgende Zusammenhänge als bekannt vorausgesetzt:
+* "Dimensionierungsgleichung" für einen Kondensator bei homogenen Feld: '''C=ε·A/d'''
+* "Definitionsgleichung" für die Kapazität: '''C=Q/U'''
+In dieser Übung wollen wir das erworbene Wissen zur Modellbildung weitestgehend selbstständig anwenden. An dieser Stelle noch einige Hinweise:
+'''Idealisierungen:'''
+* Modellieren muss man nur die obere Hälfte der Leiterplatte (inklusive der Masse-Ebene).
+* Wir nutzen die Symmetrie-Eigenschaften der Geometrie und des elektrostatischen Feldes (z.B. nur Modell der rechten Hälfte).
+* Wir verwenden 2D-Elemente (Membran). Günstig ist eine "Dicke" der Elemente von 1&nbsp;m, dann erhält man die berechnete Kapazität sofort als Kapazitätsbelag pro Meter. Die "Dicke" entspricht im Modell der betrachteten Leiterzuglänge.
+* Die Kapazität zwischen Leiterbahn und Masse-Ebene wird durch das gesamte elektrostatische Feld bestimmt:
+** Dieses erstreckt sich theoretisch durch den unendlichen Raum.
+** Praktisch genügt jedoch der Raum in der Nähe des Leiters. Die Breite dieses Bereiches neben der Leiterbahn sollte mindestens so groß sein wie der Abstand des Leiters zur Masse-Ebene.
+** In geringerem Maße trägt auch das Feld über dem Leiter (durch die Luft) mit zur Kapazität bei. Dieser Luftraum sollte deshalb im Modell berücksichtigt werden.
 '''===>>> Hier geht es bald weiter !!!'''