Was Ist Die Elektromagnetische Feldanalyse?
Bei der elektromagnetischen oder elektromagnetischen Feldanalyse geht es um die Lösung der grundlegenden Gleichungen für elektromagnetische Phänomene. Diese Gleichungen werden als Maxwellsche Gleichungen bezeichnet. Heutzutage werden sie oft nicht mehr analytisch, sondern mit numerischen Methoden wie der Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethode oder der Finite-Elemente-Methode unter Berücksichtigung bestimmter physikalischer Eigenschaften, Randbedingungen usw. gelöst.
Die elektromagnetische Feldanalyse umfasst die Analyse elektrostatischer Felder und die Analyse elektromagnetischer Wellen, die sich mit zeitlich nicht schwankenden elektrischen Feldern befassen. Ihre Anwendungen reichen von Elektromotoren wie Gleichstrommotoren bis zu Mikrowellenherden, Antennen und drahtloser Energieübertragung.
Anwendungen Der Elektromagnetischen Feldanalyse
Die elektromagnetische Feldanalyse wird eingesetzt, um zu untersuchen, wie elektromagnetische Wellen und magnetische Kräfte auf Objekte wirken. Sie wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, u. a. in der Automobil-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie, aber besonders häufig in der verarbeitenden Industrie, z. B. in der Elektro- und Elektronikindustrie, wo sie häufig im Entwurfsprozess verwendet wird. Die Analyse elektromagnetischer Felder wird an Komponenten oder Geräten durchgeführt, die elektromagnetische Wellen oder magnetische Kräfte erzeugen, wie z. B. Supercomputer, Laptops, Mikrowellenherde, Antennen, Motoren, Lautsprecher und viele andere Objekte.
Merkmale Der Elektromagnetischen Feldanalyse
Das elektrische und das magnetische Feld zusammen werden als elektromagnetisches Feld bezeichnet, das von einer elektrischen Ladung erzeugt wird. Wenn eine Ladung stationär ist, entsteht nur ein elektrisches Feld, aber wenn sich die Ladung bewegt und ein elektrischer Strom fließt, entsteht zusätzlich zum elektrischen Feld auch ein magnetisches Feld. Das elektrische und das magnetische Feld sind also eng miteinander verknüpft, und die Maxwellschen Gleichungen drücken diese Beziehung aus. Die Analyse elektromagnetischer Felder ist sozusagen eine Simulation, bei der die Maxwellschen Gleichungen als Grundgleichungen verwendet werden.
Es gibt zwei Hauptmethoden der Analyse: die erste ist die Zeitbereichsmethode und die zweite die Frequenzbereichsmethode. Zu den Methoden der Zeitbereichsanalyse gehören die Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethode und die Übertragungsleitungsmethode, während zu den Methoden der Frequenzbereichsanalyse die Finite-Elemente-Methode und die Momente gehören.
Das ultimative Ziel der elektromagnetischen Feldanalyse ist die Kenntnis der Spannungs- und Stromverteilung in einem Stromkreis oder Gerät oder des elektromagnetischen Feldes in der Nähe des Geräts oder der Abstrahlung in die Ferne. Um dies zu erreichen, muss das Modell so erstellt werden, dass die Ergebnisse in einer realistischen Zeitspanne erzielt werden können, und die Analyse muss unter geeigneten Berechnungsbedingungen durchgeführt werden.