用MATLAB對平行板電容器與加蓋導體槽內部電場模擬

要求做這個實驗,由於不會用MATLAB中的pedtool工具箱,費了好大的功夫,終於弄出來了,寫以下步驟,方便以後再用。

仿真結果

  1. 平行板電容器的電位分佈仿真圖

設兩個平行板放在,的環境中,導體板厚度爲0.1,間距爲0.19,長度爲1.4,上側導體板的邊界條件爲h=0,r=100,下側導體板的邊界條件爲h=0,r=-100,無限遠處空間電位爲0V,初始條件滿足狄利克雷條件。電位分佈的仿真結果如下:
在這裏插入圖片描述

導體板間的電場強度可近似看作勻強電場,電位分佈也可以近似爲從上向下均勻下降。

  1. 加蓋導體槽內的電位分佈仿真圖

設加蓋導體槽放在,的環境中,蓋板和槽壁的厚度均爲0.05,蓋板的邊界條件爲h=0,r=100,空間無限遠處電位0V,滿足狄利克雷條件。電位分佈的仿真結果如下:
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等位線密度由槽底中央向槽壁和蓋板連接處逐漸變密。

步驟

A、平行板電容器的仿真過程:

1、在matlab工作空間中輸入pdetool,點擊下圖中的標號1分別畫出兩個平行板R1,R2和區域R3。
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2、分別雙擊R1,R2和R3,手動改變參數(設置長寬以及座標等)。
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3、將所需要的類型改爲Electrostatics,將函數方程改爲R3-R2-R1。
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4、點擊工具欄中的Boundary->Boundary Mode設置邊界條件,雙擊要設置的邊界,將R1所有邊界設爲h=1,r=100,R2所有邊界設爲h=1,r=-100,R3所有邊界設爲h=1,r=0。
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5、點擊工具欄中的PDE,將介電常數epsilon設爲1,將rho設爲0。
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6、畫圖,依次點擊下圖中的1和2,點擊1時出現下圖:(若要加密,可多次點擊標號1)
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點擊2時,進行如下設置:
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點擊plot畫圖即可。

B、加蓋導體槽
此項步驟的1,2,3類似於A的1,2,3,實現下圖:
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4、點擊Boundary設置邊界條件,R1所有邊界設爲h=1,r=100,其他邊界設爲h=1,r=0。

步驟5、6與A部分相同。

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