Jump to content

    

Требуется физик-математик, задача по электромагнетизму

Здравствуйте.
Задача:
Дано:
передающий блок, состоит из 3х ортогональных катушек (XYZ оси)
приемный блок, состоит из 3х ортогональных катушек (XYZ оси)
предположим, что блоки расположены соосно по оси X, расстояние между блоками, допустим 0.5м
Даны кол-во витков в передающем и приемном блоке, амплитуда возбуждающего сигнала на передающей катушке, сигнал - синусоида, частота 10кГц
Необходимо рассчитать уровень сигнала на катушках приемного блока.
Кто может помочь? Заранее спасибо. С благодарностью что то придумаю))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Пишите напримую Xenia. Она всё подробно распишет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а про граждан Био, Савара, Лапласа и Фарадея в школе нынче не рассказывают уже?

магнитное поле  B = mu0/2/Pi * Pm / r^3, где Pm = I*S - ампер-витки * площадь катушки.

при 1А тока в 5х5см катушке ~ 0.003м^2 и сотне витков на расстоянии 0.5м будет аж целых 0.5мкТл поля.

на частоте 10кГц в точно такой же катушке наведётся -dФ/dt = 0.5e-6*0.0025*100*2*Pi*10кГц = 8мВ напряжения.

и косинус угла между плоскостями катушек для зависимости от ориентации катушек.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, Dobermann сказал:

Требуется физик-математик, задача по электромагнетизму

Думаю, что такие задачи ныне решаются не физиками и математиками, а компьютерным моделированием.

Ваша задача с катушками индуктивности хороша как раз тем, что находится в хорошо вытоптанной области: расчеты магнитного поля в пространстве - типичная задача расчета электрических турбин и силовых машин (промышленных электродвигателей), где каждый процент КПД является важным.

 

Обычно подобные задачи решаются на "COMSOL Multiphysics". Даже для вот таких сложных случаев, когда обмоток много:

generator-model-comsol-software-gui.ru_R

тогда как постановка вашей задачи намного проще.

Про работу с "COMSOL Multiphysics" опубликовано довольно много книг, у меня есть даже 4 книги на русском языке (одна из них - руководство для студентов, там всё очень просто описано).

Я сама на этот COMSOL уже давно облизываюсь, да вот только руки так и не дошли.

Сам этот программный пакет раздают в интернете во многих местах (+ crack), но если не найдете, то могу помочь, как библиотекарь местного FTP, - он у нас там есть. И книжки про него тоже.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Comsol это хорошо, но все же необходима помощь физика математика.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Dobermann сказал:

Comsol это хорошо, но все же необходима помощь физика математика.

Ну так Ксения вам все разжевала PV в рот положил. Просто оформляйте ее физиком а PV математиком на полставки каждого.
Вообще, у среднего радиолюбителя есть моток проволоки, звуковой генератор и осциллограф чтобы все это измерить напрямую и понять хоть порядок величин.

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 hours ago, Xenia said:

Обычно подобные задачи решаются на "COMSOL Multiphysics". Даже для вот таких сложных случаев, когда обмоток много:

image.png.8d1011d24980b1a5d84e600a7507f9e5.png

тогда как постановка вашей задачи намного проще.

Эт не совсем так. Моторчик на картинке выше считается в COMSOL не целиком, а только одна его обмотка.
Поскольку моторчик осесимметричный.  Причем обмотки заменяются одним витком, с якобы эквивалентной напряженностью. 

У ТС случай намного сложней. У него нет осевых, точечных и плоскостных симметрий, а пространственная модель большая. 
Ему сразу надо выделять мощности на облачном суперкомпьютере если он хочет симулировать. Хотя бы на первых порах, пока не поймет где модель можно редуцировать. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, Xenia said:

+ crack

Ай-яй-яй, как не стыдно!

_pv же привел формулу, чего там моделировать в такой простой ситуации? Понятно, что по теоретической формуле результат будет совсем не таким, как если его вольтметром в реале измерить. Но и численное моделирование нам не даст реального результата.

Как вспомню, как нам наше зеркало "моделировали" и обещали без оправы отполировать! Наивные чукотские юноши… Только 250млн рублей коту под хвост спустили.

Share this post


Link to post
Share on other sites
52 minutes ago, AlexandrY said:

У ТС случай намного сложней.

А принцип суперпозиции не работает, т.е. посчитать каждую компоненту отдельно? Кроме того среда не указана, значит воздух

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, AlexandrY said:

У ТС случай намного сложней. У него нет осевых, точечных и плоскостных симметрий, а пространственная модель большая. 
Ему сразу надо выделять мощности на облачном суперкомпьютере если он хочет симулировать. Хотя бы на первых порах, пока не поймет где модель можно редуцировать. 

У ТС самый простой из всех возможных случай - виток с током, поле от которого вообще считается аналитически во всём пространстве, а не численно.

также у него нет железа, а только воздух с mu=1.

и задача для нахождения поля от катушки, внезапно - осесимметричная, то есть если так уж хочется численно - решается в 2D http://femm.info без комсолов. в крайнем случае если катушка какая-нибудь кривая/квадратная и надо точно поле прям вблизи катушки для 3D есть Radia, на случай если как у @Eddy_Em религия не позволяет подломленным софтом пользоваться. для Радии там правда ещё Mathematica нужна, но 15 дней триальной версии поди хватит разобраться.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Йолки, ребята, я всего лишь хотел найти человека, который за вознаграждение сделает мне все рассчеты и не более того. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для этого есть раздел "предлагаю работу", а не "математика и физика"

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 минут назад, _pv сказал:

У ТС самый простой из всех возможных случай - виток с током, поле от которого вообще считается аналитически во всём пространстве, а не численно.

Я бы не был так категорически уверен в этом:)

 

Вот что дает пресловутый закон Био-Савара-Лапласа для того самого витка с током в точке с координатами x=0, y, z:

image.png.f2f671639c852eb88c428da426dfc703.png

R - радиус витка.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

это я находил, поэтому проще заплатить за расчеты специалисту. Если надо, перенесите тему, если есть специалист, который может сделать расчеты, пожалуйста напишите в личку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now