¿Qué es un Software de Análisis de Campos Electromagnéticos?
El software de análisis de campos electromagnéticos es un programa informático que resuelve las ecuaciones de Maxwell en un PC para dilucidar numéricamente los campos eléctricos y magnéticos de un objeto.
Existen dos tipos de software: el software libre que puede utilizarse gratuitamente y el software comercial por el que se paga una licencia. El software de análisis de campos electromagnéticos más representativo es el software comercial JMAG.
Hay demanda de análisis de campos electromagnéticos en diversos campos, como la compatibilidad electromagnética (CEM) de mazos de cables de automoción, motores y análisis de alta frecuencia relacionados con la 5G.
También se utiliza el análisis acoplado, en el que el campo electromagnético no se analiza de forma aislada, sino en combinación con el análisis de vibraciones.
Usos del Software de Análisis de Campos Electromagnéticos
Un ejemplo típico de análisis de campos electromagnéticos es el análisis CEM.
CEM significa compatibilidad electromagnética y se refiere tanto al rendimiento de los equipos que no causan interferencias electromagnéticas a otros equipos como al rendimiento de los equipos que no se ven afectados por la radiación electromagnética emitida por otras crisis.
Si no se consigue la compatibilidad electromagnética, los equipos pueden funcionar con lentitud o, por el contrario, funcionar mal, lo que puede causar graves daños en algunos casos.
Las mediciones se realizan para comprobar el grado en que se ha logrado la CEM, pero hay problemas con la precisión de la CEM en función de las condiciones de medición. Otro inconveniente es que la medición requiere mucho tiempo.
El análisis tiene la ventaja de que pueden establecerse condiciones ideales, por lo que los problemas de precisión no son un problema, y lleva menos tiempo que las mediciones reales.
Principio del Software de Análisis de Campos Electromagnéticos
Las ecuaciones de Maxwell, en las que se basa el análisis del campo electromagnético, constan de cuatro leyes.
La primera ley es la ley de Gauss. El número de líneas de fuerza eléctrica emitidas por un campo eléctrico en un espacio dado es igual a la carga eléctrica presente en el espacio dividida por la constante dieléctrica del vacío.
La segunda ley aplica la ley de Gauss a los campos magnéticos. Significa que la carga existe pero la carga magnética no, y que los campos magnéticos existen siempre como un conjunto de polos N y S.
La tercera ley es la ley de Faraday. Esta ley establece que un campo eléctrico surge de un campo magnético cambiante.
La cuarta ley es la ley de Ampere. Significa que cuando fluye una corriente, se genera un campo magnético en la dirección del hilo derecho que avanza.
La forma de resolver las ecuaciones de Maxwell cambia a bajas y altas frecuencias. A altas frecuencias, existe una interacción entre los campos eléctrico y magnético, por lo que hay que resolver ambos.
A bajas frecuencias, en cambio, las ecuaciones pueden aproximarse y descomponerse en componentes de campo eléctrico y magnético. Las frecuencias altas son más complejas que las bajas porque hay que resolver ambas.