电磁场仿真实验报告
电磁场仿真实验报告
电磁场仿真实验报告运用ansoft求解静电场一．计算题目验证两个半径为6mm轴线相距20mm带电密度分别10C/m和-10C/m的无限长导体圆柱产生的电场与两个相距16mm的带电密度分别为10C/m和-10C/m的无限长导线产生的电场是否相同。
二．计算导体圆柱产生的电场圆柱的半径为6mm，轴线相距20mm，左圆柱带电-10C/m，右圆柱带电10C/m。
图2-1模型设定图2-2材质设定图2-3-1边界条件设定图2-3-2初始条件设定1图2-3-3初始条件设定2图2-4求解目标设定图2-5-1求解设定图2-5-2网格设定图2-6-1结果显示：电压图2-6-2结果显示：电压图2-6-3结果显示：电压图2-7-1结果显示：电场强度图2-7-2结果显示：电场强度图2-7-3结果显示：电场强度图2-8-1结果显示：电场强度矢量图2-8-2结果显示：电场强度矢量图2-8-3结果显示：电场强度矢量图2-9-1结果显示：能量图2-9-2结果显示：能量图2-9-3结果显示：能量三．计算直导线产生的电场导线相距16mm，半径0.1mm，左导线带电-10C/m，右导线带电10C/m。
图3-1模型设定图3-2材质设定图3-3-1边界条件设定图3-3-2初始条件设定图3-3-3初始条件设定图3-4求解目标设定图3-5-1求解设定图3-5-2网格设定图3-6-1结果显示：电压图3-6-2结果显示：电压图3-6-3结果显示：电压图3-7-1结果显示：电场强度图3-7-2结果显示：电场强度图3-7-3结果显示：电场强度图3-8-1结果显示：电场强度矢量图3-8-2结果显示：电场强度矢量图3-8-3结果显示：电场强度矢量图3-9-1结果显示：能量图3-9-2结果显示：能量图3-9-3结果显示：能量四．结论在长直导线的计算过程中，由于尺寸比较小，使得结果显示并不尽如人意，但我们依然可以从电压、电场强度矢量的结果中发现，两者产生的电场是非常相似的。
电磁场HFSS实验报告【范本模板】
实验一 T形波导的内场分析实验目的1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。
2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理. 实验仪器1、装有windows 系统的PC 一台2、HFSS15。
0 或更高版本软件3、截图软件实验原理本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。
其中，波导的端口1是信号输入端口，端口2和端口3是信号输出端口.正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块，相当于在此处放置一个金属隔片.通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2，从端口1传输到端口3的信号能量大小，以及反射回端口1的信号能量大小。
T形波导实验步骤1、新建工程设置:运行HFSS并新建工程：打开HFSS 软件后，自动创建一个新工程：Project1，由主菜单选File\Save as ，保存在指定的文件夹内，命名为Ex1_Tee；由主菜单选Project\ Insert HFSS Design,在工程树中选择HFSSModel1，点右键，选择Rename项,将设计命名为TeeModel.选择求解类型为模式驱动（Driven Model）:由主菜单选HFSS\Solution Type ,在弹出对话窗选择Driven Model 项.设置长度单位为in：由主菜单选3D Modeler\Units ，在Set Model Units 对话框中选中in 项。
2、创建T形波导模型:创建长方形模型：在Draw 菜单中，点击Box 选项，在Command 页输入尺寸参数以及重命名;在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent(透明度）将其设为0。
8。
Material(材料）保持为Vacuum。
设置波端口源励：选中长方体平行于yz 面、x=2 的平面；单击右键，选择Assign Excitation\Wave port项，弹出Wave Port界面，输入名称WavePort1；点击积分线(Integration Line) 下的New line ,则提示绘制端口,在绘图区该面的下边缘中部即（2,0，0)处点左键,确定端口起始点，再选上边缘中部即（2,0,0.4）处，作为端口终点。
电磁仿真实践报告一
十一、总结及心得体会：（作文1篇，1000字以上）
通过此次实验,以及对电磁仿真的学习才体会到自己对电磁场与波以及微波技术基础学习上的不足。以前学习电磁场与波以及微波技术基础时只是理论上的理解，最终的目的只是通过考试、学会做题，然而对其实际的应用却并不十分了解，也不懂得如何在实际中去设计微波器件。总之学过之后却无法真正用于实际。而通过此次实验，才真正学会了如何将学到的知识用于实际，解决问题。
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axis([0 4.5e-8 -0.2 0.2]
附件2：二维FDTD终端匹配仿真源代码
ar
clc
c=3e8;% ×ÔÓÉ¿Õ¼ä¹âËÙ
mu0=4*pi*1e-7;% ×ÔÓÉ¿Õ¼ä´Åµ¼ÂÊ
Maxwell方程FDTD的差分格式:
图8-1 Yee模型
麦克斯韦第一、二方程 （7）
式中， 是电流密度，反映电损耗， 是磁流密度，单位 ，反映磁损耗。主要与上式对应。各向同性介质中的本构关系：
（8）
是磁阻率，计算磁损耗的。
以 为变量，在直角坐标中，展开麦克斯韦第一、二方程，分别为
（9）
（10）
令 代表 在直角坐标中的任何一个分量，离散符号取为
六、实验内容：
1.均匀平板传输线传输特性仿真
2.带挡板的平板传输线传输特性仿真
七、实验器材（设备、元器件）：电子计算机
八、实验步骤：
1．电磁仿真的时域有限差分法。
数值差分原理:
时空离散及连续取函数样
hfss仿真实验报告
hfss仿真实验报告HFSS仿真实验报告引言：HFSS（High Frequency Structure Simulator）是一款电磁仿真软件，广泛应用于高频电磁场分析和设计。
本篇报告将介绍一次使用HFSS进行的仿真实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的：本次实验的目的是通过HFSS仿真软件，对一个电磁场问题进行模拟和分析，以验证其在理论上的正确性。
通过仿真实验，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供参考依据。
实验步骤：1. 建立模型：根据实验需求，首先在HFSS中建立相应的电磁场模型。
模型的建立需要考虑几何形状、材料特性等因素，以确保仿真结果的准确性。
2. 设置边界条件：在模型建立完成后，需要设置边界条件，即模型与外界的交互方式。
边界条件的设置对于仿真结果的准确性至关重要，需要根据实际情况进行选择和调整。
3. 定义材料特性：根据实际材料的电磁特性，对模型中的材料进行定义和设置。
材料的特性包括介电常数、磁导率等参数，对于仿真结果的准确性起到重要作用。
4. 设定激励源：在模型中添加激励源，即对电磁场进行激励的源头。
激励源的设置需要考虑频率、功率等参数，以确保仿真结果与实际情况相符。
5. 运行仿真：完成上述设置后，即可运行仿真。
HFSS将根据模型和设置的参数，计算并输出电磁场的分布情况。
实验结果与分析：通过HFSS仿真软件进行实验后，我们得到了电磁场的分布情况。
根据仿真结果，我们可以对电磁场的特性进行分析和讨论。
首先，我们可以观察到电磁场的强度分布情况。
根据模型的不同特点，电磁场的强度在不同区域呈现出不同的分布规律。
通过分析电磁场的分布情况，可以更好地理解电磁场的行为规律，并为实际应用提供指导。
其次，我们可以通过仿真结果来评估不同材料对电磁场的影响。
在模型中，我们可以设置不同材料的特性参数，通过仿真实验来观察不同材料对电磁场的吸收、反射等影响。
这对于材料的选择和设计具有重要的参考价值。
电磁场仿真实验报告.qms
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教学实验报告
注意：在分析过程中，要把该文件保存到默认的temp文件夹里面，否则将无法正常分析出结果。
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教学实验报告
注意：在进行分析过程的时候，可以先在results中建立模型，节省分析的时间。
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天线参数如下：
(Theta, Phi) rEX (Theta, Phi) rEY (Theta, Phi) rEZ (Theta, Phi) rEPhi
注意：实验过程中注意选取BOX的数值应缩小10倍，或者是视图画面要缩小，否则创建的长方体会太大，影响后面选取的直立面。
实验四 电磁实验仿真
实验四 电磁实验仿真 —点电荷电场分布的模拟一. 实验目的电磁场是一种看不见摸不着但又客观存在的物质，通过使用Matlab 仿真电磁场的空间分布可以帮助我们建立场的图景，加深对电磁理论的理解和掌握。
按照矢量分析，一个矢量场的空间分布可由其矢量线（也称力线）来形象表示。
点电荷的电场就是一个矢量场，模拟其电力线的分布可以得到电场的空间分布。
通过本次上机实验希望达到以下目的：1. 学会使用MATLAB 绘制电磁场力线图和矢量图的方法；2. 熟悉二维绘图函数contour 、quiver 的使用方法。
二. 实验原理根据库仑定律，真空中的一个点电荷q 激发的电场 3rE q r = (高斯制) (1)其中r 是观察点相对电荷的位置矢量。
考虑相距为d 的两个点电荷q 1和q 2，以它们的中点建立坐标（如图），根据叠加原理，q 1和q 2激发的电场为： 12123312r r E q q r r =+ (2)由于对称性，所有包含电荷的平面上，电场的分布一样，所以只需要考虑xy 平面上的电场分布，故 121233331212(/2)(/2)ˆˆˆˆ()[]x y E E q x q x q y d q y d E j j r r r r i i -+==++++ (3) 其中12 r r ==。
根据电动力学知识（参见谢处方，《电磁场与电磁波》，1.4.1节），电场矢量线（或电力线）满足微分方程： yx E dy dx E = (4) 代入(3)式解得电力线满足的方程 1212(/2)(/2)qy d q y d r r C -++= (5) 其中C 是积分常数。
每一个C 值对应一根电力线。
电场的分布也可以由电势U 的梯度(gradient ，为矢量)的负值计算，根据电磁学知识，易知两点电荷q 1和q 2的电势1212q q U r r =+ (6)那么电场为 E gradU U =-=-∇ (7)或者 ()(),x y x y E U E U =-∇=-∇ (8)在Matlab 中，提供了计算梯度的函数gradient()。
ANSYS电磁场仿真实验报告
电磁场仿真实验报告求平行输电线周围的电位和电场分布一、报告要求：该生学号尾号为1，建立3条垂直排布的导线。
电位由下到上分别为1V，2V，3V，如下图所示：二、模型说明：静电场计算，求解区域为模型的5倍，截断边界条件。
最下方导线对地高度为10米，导线半径为0.01米，导线之间间距为5米。
（即：H1=10m，H2=15m，H3=20m，U1=1V，U2=2V，U3=3V，R0=0.01m，求解区域为一半圆，题目要求求解区域为模型的5倍，模型尺寸认为是40m，故取半圆半径L=200m。
）如下图所示：三、实验步骤：1、确定文件名，选择研究范围。
点击Utility Menu>File>Change Title，输入你的文件名。
例如“姓名_学号”（ZLM_2012301530051）点击Main Menu>Preferences，选择Electric。
点击Main Menu>Preprocessor>，进入前处理模块(command: /TITLE,ZLM_2012301530051/COM,Preferences for GUI filtering have been set to display:/COM, Electric/PREP7 )2、定义参数点击Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，在下面“Selection”空白区域填入参数：H1=10H2=15H3=20R0=0.01U1=1U2=2U3=3每一个参数输入完毕，点击“Accept ”按钮，输入的参数就导入上方“Items”指示的框中，等参数导入完毕后，点击“close”按钮关闭对话框。
(command: *SET,H1,10*SET,H2,15*SET,H3,20*SET,R0,0.01*SET,U1,1*SET,U2,2*SET,U3,3)3、定义单元类型点击Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框“Element Types”，点击Add，弹出单元类型选择库对话框“Library of ElementTpes”选择Electrostatic 和2D Quad 121（二维四边形单元plane121）。
电磁模拟试验实验报告
一、实验目的1. 理解电磁场的基本概念和基本定律。
2. 掌握电磁场模拟实验的方法和步骤。
3. 通过实验验证电磁场理论，加深对电磁场理论的理解。
二、实验原理电磁场是电荷和电流在空间中产生的场，具有电场和磁场两个基本部分。
电磁场的基本定律包括库仑定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组。
三、实验仪器1. 电磁场模拟器2. 直流电源3. 电阻、电容、电感元件4. 连接线5. 示波器6. 数据采集器四、实验内容1. 构建电磁场模拟电路2. 测量电路中的电场和磁场3. 分析实验数据，验证电磁场理论五、实验步骤1. 按照电路图搭建电磁场模拟电路，连接直流电源和电阻、电容、电感元件。
2. 使用示波器测量电路中的电场和磁场，记录数据。
3. 将实验数据导入数据采集器，进行数据分析。
4. 根据实验数据，验证电磁场理论。
六、实验结果与分析1. 电场和磁场的测量结果实验中，我们搭建了一个简单的LC振荡电路，测量了电路中的电场和磁场。
实验结果显示，电场和磁场的变化与理论计算相符。
2. 数据分析通过对实验数据的分析，我们验证了以下电磁场理论：（1）库仑定律：在真空中，两点电荷之间的相互作用力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
（2）法拉第电磁感应定律：当闭合回路中的磁通量发生变化时，回路中会产生感应电动势。
（3）麦克斯韦方程组：麦克斯韦方程组描述了电磁场的分布规律，包括高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培方程。
3. 实验误差分析实验中可能存在的误差包括：（1）测量仪器的精度限制：示波器和数据采集器的精度可能影响实验结果的准确性。
（2）电路搭建误差：电路搭建过程中可能存在连接不良、元件参数偏差等问题，导致实验结果与理论计算存在偏差。
七、实验总结本次电磁模拟试验实验，我们通过搭建电磁场模拟电路，测量电路中的电场和磁场，验证了电磁场理论。
实验结果表明，电磁场理论在实际情况中具有普遍性和准确性。
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电磁场仿真实验报告实验题目：有一极长的方形金属槽，边宽为1m，除顶盖电位为100sin (pi*x)V外，其它三面的电位均为零，试用差分法求槽内点位的分布。
1、有限差分法的原理它的基本思想是将场域划分成网格，用网格节点的差分方程近似代替场域内的偏微分方程，然后解这些差分方程求出离散节点上位函数的值。
一般来说，只要划分得充分细，其结果就可达到足够的精确度。
差分网格的划分有多种不同的方式，这里将讨论二维拉普拉斯方程的正方形网格划分法。
如下图1所示，用分别平行与x，y轴的两组直线把场域D划分成许多正方行网格，网格线的交点称为节点，两相邻平行网格线间的距离h称为步距。
用表示节点处的电位值。
利用二元函数泰勒公式，可将与节点（xi，yi）直接相邻的节点上的电位值表示为上述公式经整理可得差分方程这就是二维拉普拉斯方程的差分格式，它将场域内任意一点的位函数值表示为周围直接相邻的四个位函数值的平均值。
这一关系式对场域内的每一节点都成立，也就是说，对场域的每一个节点都可以列出一个上式形式的差分方程，所有节点的差分方程构成联立差分方程组。
已知的边界条件经离散化后成为边界点上已知数值。
若场域的边界正好落在网格点上，则将这些点赋予边界上的位函数值。
一般情况下，场域的边界不一定正好落在网格节点上，最简单的近似处理就是将最靠近边界点的节点作为边界节点，并将位函数的边界值赋予这些节点。
2、差分方程的求解方法：简单迭代法先对静电场内的节点赋予迭代初值，其上标（0）表示初始近似值。
然后再按下面的公式：进行多次迭代（k=0,1,2,3…）。
当两次邻近的迭代值差足够小时，就认为得到了电位函数的近似数值解。
实验程序：a=zeros(135,135);for i=1:135 a(i,i)=1;end;for i=1:7a(15*i+1,15*i+2)=-0.25;a(15*i+1,15*i+16)=-0.25;a(15*i+1,15*i-14)=-0.25; endfor i=1:7a(15*i+15,15*i+14)=-0.25;a(15*i+15,15*i+30)=-0.25;a(15*i+15,15*i)=-0.25; enda(1,2)=-0.25;a(1,16)=-0.25;a(121,122)=-0.25;a(121,106)=-0.25;a(135,134)=-0.25;a(135,120)=-0.25;a(15,14)=-0.25;a(15,30)=-0.25;for i=2:14 a(i,i-1)=-0.25;a(i,i+1)=-0.25;a(i,i+15)=-0.25;endfor i=122:134 a(i,i-1)=-0.25;a(i,i+1)=-0.25;a(i,i-15)=-0.25;endfor i=1:7for j=2:14;a(15*i+j,15*i+j-1)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j+1)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j+15)=-0.25;a(15*i+j,15*i+j-15)=-0.25;endendb=a^(-1);c=zeros(135,1);for i=121:135 c(i,1)=25;endd=b*c;s=zeros(11,17);for i=2:16s(11,j)=100*sin(pi.*i);endfor i=1:9for j=1:15s(i+1,j+1)=d(15*(i-1)+j,1);end endsubplot(1,2,1),mesh(s) axis([0,17,0,11,0,100]) subplot(1,2,2),contour(s,32) 实验结果如下：以上是划分为135*135个网格的过程，同理可有如下数据：（1）将题干场域划分为16个网格，共有25各节点，其中16个边界的节点的电位值是已知，现在要解的是经典场域内的9个内节点的电位值。
而且先对此场域内的节点赋予了迭代初值均为1.第十七次迭代值：0 70.7107 100.0000 70.7107 0 0 33.1810 46.9251 33.1811 0 0 15.0887 21.3387 15.0887 0 0 5.8352 8.2523 5.8352 0 0 0 0 0 0 第二十次迭代值：5101512345678910110 70.7107 100.0000 70.7107 00 33.1812 46.9253 33.1812 00 15.0888 21.3388 15.0888 00 5.8353 8.2523 5.8353 00 0 0 0 0当第十七次迭代以后，9个内节点的电位就不再发生变化了（2）现在对此场域内的节点赋予了迭代初值均为6，并且进行了20次的迭代，最终场域内的9个节点的电位值如下：0 70.7107 100.0000 70.7107 00 33.1812 46.9253 33.1812 00 15.0888 21.3388 15.0888 00 5.8353 8.2524 5.8353 00 0 0 0 0由（1）与（2）的仿真结果最终可知：在求解区域范围、步长、边界条件不变的情况下，迭代的次数越多，计算的结果的精确度约高。
反之，迭代的次数越少，计算结果的精确度就越低。
在求解区域范围，步长、边界条件不变的情况下，静电场域内节点的电位值与初次对节点赋予的初值没有关系。
（3）将题干场域划分为100个网格，共有121个节点，其中40个边界的节点的电位值是已知，现在要解的是经典场域内的81个内节点的电位值。
而且先对此场域内的节点赋予了迭代初值均为3.第二十次迭代值：0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000100.0000 100.0000 00 48.2854 66.3866 74.0119 77.3076 78.3009 77.4690 74.2874 66.6887 48.4991 00 27.0168 43.6521 52.8451 57.4418 58.9298 57.7234 53.3258 44.1789 27.3891 00 16.5163 28.9413 36.9756 41.4270 42.9609 41.7787 37.5756 29.5985 16.9803 00 10.5512 19.2828 25.4843 29.1706 30.5094 29.5435 26.1204 19.9791 11.0423 00 6.8488 12.8113 17.2975 20.0959 21.1586 20.4495 17.9004 13.4708 7.3135 00 4.4311 8.4049 11.5060 13.5063 14.2947 13.8111 12.0256 8.9729 4.8310 00 2.7968 5.3519 7.3931 8.7404 9.2875 8.9779 7.7977 5.7939 3.1078 00 1.6445 3.1640 4.3957 5.2207 5.5627 5.3809 4.6685 3.46201.8541 00 0.7662 1.4782 2.0595 2.4518 2.6160 2.5312 2.1947 1.6258 0.8700 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0第五十次迭代值：0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 00 48.8655 67.4302 75.3721 78.8226 79.8105 78.8295 75.3837 67.4429 48.8744 00 28.0421 45.4992 55.2553 60.1293 61.6104 60.1416 55.2763 45.5222 28.0583 00 17.8198 31.2938 40.0502 44.8604 46.3903 44.8765 40.0777 31.3239 17.8409 00 11.9629 21.8358 28.8270 32.9095 34.2501 32.9276 28.8578 21.8695 11.9865 00 8.2172 15.2911 20.5504 23.7407 24.8108 23.7588 20.5812 15.3247 8.2408 00 5.6353 10.5912 14.3788 16.7301 17.5298 16.7465 14.4066 10.6216 5.6566 00 3.7505 7.0859 9.6746 11.3039 11.8628 11.3171 9.6971 7.1104 3.7677 00 2.2945 4.3470 5.9536 6.9725 7.3239 6.9816 5.9691 4.3640 2.3065 00 1.0894 2.0667 2.8347 3.3238 3.4929 3.3283 2.8425 2.07521.0954 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0第五十一次迭代值：0 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 00 48.8681 67.4348 75.3782 78.8295 79.8173 78.8357 75.3887 67.4463 48.8762 00 28.0468 45.5077 55.2663 60.1416 61.6227 60.1528 55.2854 45.5285 28.0614 00 17.8259 31.3049 40.0647 44.8765 46.4065 44.8912 40.0896 31.3321 17.8450 00 11.9697 21.8482 28.8432 32.9276 34.2681 32.9440 28.8710 21.8786 11.9911 00 8.2240 15.3035 20.5665 23.7588 24.8289 23.7751 20.5944 15.3339 8.2454 00 5.6414 10.6024 14.3934 16.7465 17.5462 16.7612 14.4186 10.6299 5.6608 00 3.7555 7.0949 9.6864 11.3171 11.8760 11.3290 9.7068 7.1171 3.7711 00 2.2980 4.3533 5.9617 6.9816 7.3330 6.9899 5.9758 4.3686 2.3088 00 1.0912 2.0698 2.8388 3.3283 3.4974 3.3325 2.8459 2.07751.0966 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0由以上仿真结果可知场域内的近似的电位值。