工程电磁场实验报告
武大电气工程电磁场实验报告(90分精品)
工程电磁场实验报告电气工程学院XXX2014302540XXX平行输电线电场计算1.问题描述：导线半径0.01m，导线对地高度为10m，导线间距为5m，每根导线对地电压为6V，6根导线平行放置，建立模型并求解电场分布。
2.创建项目，选择求解类型（1）启动并建立项目文件（2）重命名并保存（3）选择分析类型和求解器新建工程文件，单击菜单命令Project/Insert Maxwell 2D Design，或者单击工具栏上的图标。
执行菜单命令Maxwell 2D/Solution Type，在弹出的对话框中选择求解类型Electrostatic，如图2-1所示：图2-1 选择求解器类型3.绘制几何模型（1）设置绘图单位执行菜单命令Modeler/Units，根据需要进行单位设置。
本例中单位为m。
（2）绘制模型（a）绘制导线绘制导线1：点击快捷键（或者执行命令Draw/Circle），绘图区下方坐标状态栏输入（-2.5,10,0）后回车，此时坐标（X,Y,Z）变为（dX,dY,dZ），在其中输入（0,0.01,0），如图3-1所示，回车则会出现面圆Circle1。
图3-1 第一根导线坐标示意图同理，绘制导线2-6，导线2的圆心坐标为（-7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线3的圆心坐标为（-12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线4的圆心坐标为（2.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线5的圆心坐标为（7.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；导线6的圆心坐标为（12.5,10,0），半径为（0,0.01,0）；（b）绘制求解区域执行菜单命令Draw/Circle或单击工具栏上的，输入坐标(0,0,0)回车，输入(0,62.5,0)回车确认，得到cricle7。
只选择上半区域进行求解，选中circle7，执行菜单命令Modeler/Boolean/Split或单击工具栏上的，选择XZ平面，点击确定，如图3-2所示。
南京理工大学工程电磁场实验报告
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} } /*讨论收敛因子不同取值的计算次数情况*/ for(p=1.10;p<2.0;p+=0.01) { for(i=0;i<41;i++) {u[0][i]=100;u[40][i]=0;} /*定义初值*/ for(i=1;i<40;i++) {u[i][0]=u[i][40]=0;} for(i=1;i<40;i++) for(j=1;j<21;j++) u[i][j]=2.5*(j-1); num=fun(u,p);if(min>num) {min=num;q=p;} }printf("\n 最佳收敛因子为：p=%f",q); printf("\n 此时运行次数为: num=%d\n",min); printf("\n 当收敛因子为%f 的时候，输出结果为：", q); for(i=0;i<41;i++) {u[0][i]=100;u[40][i]=0;} /*定义初值*/ for(i=1;i<40;i++) {u[i][0]=u[i][40]=0;} for(i=1;i<40;i++) for(j=1;j<21;j++) u[i][j]=2.5*(j-1); num=fun(u,q); for(i=1;i<40;i++) for(j=1;j<21;j++) u[i][40-j]=u[i][j]; for(i=0;i<41;i++) {printf("\n"); for(j=0;j<41;j++) printf("%12.6f",u[i][j]);} system("pause"); return 0; }
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
一、实验目的a)认识钢的涡流效应的损耗，以及减少涡流的方法；b)学习涡流损耗的计算方法；c)学习用MAXWELL 2D计算叠片钢的涡流。
二、软件环境的使用简介及实验步骤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。
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何模型，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。
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：建立几何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、实验的结果及理论分析1.不同频率时的最低的磁通密度B和涡流损耗下图是Hz=1Hz和Hz=1kHZ时叠片钢的磁场分布。
图1 Hz=1Hz时叠片钢的磁场分布图1 Hz=1KHz时叠片钢的磁场分布由MAXWELL 2D软件通过有限元分析得出的不同频率出最低的磁通密度B和涡流损耗，见下表。
表不同频率下的B(T)和PF（Hz）Bmin（T）P（W）1 0.999 1.92947e-660 0.999 6.95679e-3360 0.989 2.44296e-11K 0.915 1.648422K 0.732 4.577485K 0.408 9.5638210K 0.096 1.244e1由表格可以知道:频率越大，B的大小越小，磁集肤现象越明显，涡流损耗p会迅速增大。
工程电磁场报告
工程电磁场报告-------迭代法在计算电位中的应用所谓迭代法，是一种不断用变量的旧值递推新值的过程,跟迭代法相对应的是直接法（或者称为一次解法），即一次性解决问题。
迭代法又分为精确迭代和近似迭代。
“二分法”和“牛顿迭代法”属于近似迭代法。
迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法。
它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对一组指令（或一定步骤）进行重复执行，在每次执行这组指令（或这些步骤）时，都从变量的原值推出它的一个新值。
在这次实验中是利用迭代法求出在二维场中的电位分布，相对于其他求解方法，虽然精确度存在误差，但是简单易行，充分利用计算机的高效，可以很快的得出大致的电位分布。
实验采用的是C++语言进行辅助。
一、初试牛刀-----计算5×5的电位分布；这个实验是用于实现超松弛法来求节点电位，考虑到要求的场是二维分布的，所以构造的基本数据为二维数组，套用的迭代公式为：a[i][j]=b[i][j]+( α/4)*(b[i+1][j]+b[i][j+1]+a[i-1][j]+a[i][j-1]-4*b[i][j]);迭代因子为α，可根据经验公式算出，直接赋值，考虑到计算机的高效性，在此可任取一大于1小于2的数，最后均能得出答案，只是迭代次数有所差异。
实现该功能的源程序如下：#include<iostream.h>#include<math.h>#include<iomanip.h>void main(){double a[5][5];double b[5][5];int i=0,j=0;static int M=0;bool N=true;for(j=1;j<=3;j++){for(i=1;i<=3;i++)a[i][j]=0;}{a[4][j]=0;a[0][j]=100;}for(i=1;i<=4;i++){a[i][0]=0;a[i][4]=0;}cout<<"各内节点上电位的初始迭代值为:"<<endl;//输出初始迭代值for(i=0;i<=4;i++){for(j=0;j<=4;j++){cout<<a[i][j]<<" ";}cout<<endl;}cout<<"\n";do{for(i=0;i<=4;i++){for(j=0;j<=4;j++){b[i][j]=a[i][j];}}{for(j=1;j<=3;j++){a[i][j]=b[i][j]+(1.2/4)*(b[i+1][j]+b[i][j+1]+a[i-1][j]+a[i][j-1]-4*b[i][j]);}}for(i=1;i<=3;i++) {for(j=1;j<=3;j++){if(fabs(a[i][j]-b[i][j])>0.00001){N=true;break;}elseN=false;}}M++;}while(N);cout<<"经迭代后，各节点电位的近似值为:"<<endl;for(i=0;i<=4;i++){for(j=0;j<=4;j++){cout<<setiosflags(ios::fixed)<<setprecision(5)<<a[i][j]<<" ";}cout<<endl;}cout<<endl;cout<<"迭代次数"<<M<<endl<<endl;}程序很短，但是实现了要求的功能，经运行可得出结果：电位大概的分布如左图所示，可以看出还是比较符合的。
电磁场报告实验报告
一、实验目的1. 理解电磁场的基本概念和性质。
2. 掌握电磁场的基本测量方法。
3. 学习利用电磁场原理解决实际问题的能力。
二、实验原理电磁场是指由电荷和电流产生的场，包括电场和磁场。
电场是由电荷产生的，磁场是由电流和运动电荷产生的。
电磁场的基本规律包括库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组。
三、实验仪器与材料1. 电磁场测量仪2. 磁场测量仪3. 电场测量仪4. 电荷板5. 电流表6. 电阻7. 电源8. 波导9. 电磁波发生器10. 电磁波接收器四、实验内容1. 电场测量（1）将电荷板放置在实验台上，使用电场测量仪测量电荷板周围的电场强度。
（2）改变电荷板上的电荷量，观察电场强度的变化。
2. 磁场测量（1）将电流通过导线，使用磁场测量仪测量导线周围的磁场强度。
（2）改变导线中的电流大小，观察磁场强度的变化。
3. 电磁波测量（1）将电磁波发生器产生的电磁波输入波导，使用电磁波接收器接收电磁波。
（2）调整波导的长度，观察接收到的电磁波频率的变化。
4. 电磁场综合实验（1）将电荷板和导线放置在同一实验台上，观察电场和磁场的变化。
（2）调整电荷板和导线的位置，观察电场和磁场的变化。
五、实验步骤1. 准备实验仪器和材料。
2. 按照实验内容，依次进行电场测量、磁场测量和电磁波测量。
3. 记录实验数据，包括电场强度、磁场强度、电磁波频率等。
4. 分析实验数据，总结实验结果。
六、实验结果与分析1. 电场测量根据实验数据，电荷板周围的电场强度与电荷量成正比。
2. 磁场测量根据实验数据，导线周围的磁场强度与电流大小成正比。
3. 电磁波测量根据实验数据，接收到的电磁波频率与波导长度成反比。
4. 电磁场综合实验根据实验数据，电场和磁场的变化与电荷板和导线的位置有关。
七、实验结论通过本次实验，我们了解了电磁场的基本概念和性质，掌握了电磁场的基本测量方法。
同时，通过实验数据分析，我们验证了电磁场的基本规律，为以后学习和研究电磁场奠定了基础。
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。
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V 12.7 *103 * 0.356*103 *1 4.5212*106 m3
公式成立的条件是频率低于 2kHz，趋肤深度远小于叠片厚度。由此计算各个频 率下的涡流损耗，如下表所示： 仿真数据 F(Hz) 1 60 360 1K 2K 5K 10K Bmin(T) 1.000 0.999 0.971 0.808 0.472 -0.306 -0.171 计算结果 F(Hz) 1 60 360 1K 2K 5K 10K Bmin(T) 1.000 0.999 0.971 0.808 0.472 -0.306 -0.171 P(W) 1.9605e-6 7.0578e-3 2.395e-1 1.2796 1.7466 4.5882 5.7312 误差 3.32% 3.39% 0.6% 26.6% 159% 109% 109% P(W) 1.89542e-6 6.81834e-3 2.38061e-1 1.62066 4.50672 9.59003 12．0080
根据以上误差分析可知，当频率较低时，理论计算值与实验值符合得很好，而 当频率较高时，理论与计算值相差很大，因此该公式只适用于低频时的涡流损耗。 2、高频时最低磁通密度和涡流损耗及与理论计算结果比较
高频涡流损耗计算公式：
P
1 2 Ht 2 Ht RsS S 2 2 2
S 为叠片表面积 ； Ht 为磁场强度切线分量；σ 为叠片电导率；μ 为
三、实验数据及分析
1.叠片钢的涡流仿真图象
F=1Hz
F=60Hz
F=360Hz
F=1kHz
F=2kHz
F=5kHz
F=10kHz
2.数据分析与讨论
（1） 、低频时最低磁通密度和涡流损耗及与理论计算结果比较 低频涡流损耗计算公式为：
t 2 2 B 2 V 24
P
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,B=μ h,μ =2000*4π *10−7 . Maxwell 2D 所获得的功率损耗值是假定叠片钢在 Z 方向上具有单位长度（1m） 时而计算出来的。因此，上式中的体积显然需要按以下公式计算
工程电磁场实验报告
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实验一
一、实验目的
螺线管电磁阀静磁场分析
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 何模型， 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 12
五、实验总结
通过建立螺线管模型，熟悉了 MAXWELL2D 软件的使用方法，为以后的工程求 解积累了经验。
实验二 一、实验目的
叠片钢涡流损耗分析
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、实验内容
作用在磁钢表面的外磁场 Hz=397.77A/m,即 Bz=1T,要求： 1）理论分析与计算机仿真：钢片的位置与磁场平行，在 50Hz、200Hz、5000Hz 的 情况下，已知钢片厚度为 a=0.5mm,长度远大于 a,γ = 107 ������/������,μ = 1000������0 , 分别从理论计算、计算机仿真两个方面进行磁感应强度分析。进行涡流损耗 分析。 2）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为 12.7mm 和 0.356mm，两片之间的距离为 8.12m ，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，指 定边界条件。分析不同 频率下的涡流损耗。
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：建立几何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。
图 4 收敛数据
3.三角单元与收敛次数关系
图5
4.总能量与收敛次数关系
图6
5.磁场能量百分比与收敛次数关系 图7
6.磁场力与收敛次数关系
图8
7.统计信息
图9
8.所受磁场力 图 10
大小为 118.2N，方向为 Core t 的 B-H 曲线
。
Rs
1
这里要注意 S 的计算，叠片钢与磁场强度 Ht 相切的面共有 4 个，故总的表面积
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 Plugnut 的材料磁饱和度,画出其 BH 曲线。通过工程实例的运行， 掌握软件的基本使用方法。
四、实验结果
1.螺线管模型
图3
2.自适应求解
式中： 深度。
外加磁场角频率；ω 为叠片相对磁导率； Rs 为单位表面积叠片的阻抗；δ 为趋肤 公式的使用条件为频率大于等于 10kHz ，趋肤深度远远小于叠片厚度，当
f=10kHz、趋肤深度 面积叠片的阻抗
1 7.8032*10-5 m f 时，显然满足公式适用条件，单位表
6.1612 *10 3