Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Поддержка >> Словарь >>

Вычисление матрицы емкостей

Матрица емкостей описывает электрическую связь между проводниками. С ее помощью систему проводников можно представить эквивалентной электрической схемой из конденсаторов.

Кабельные вводы

Проводники кабельного ввода

Эквивалентная схема

Эквивалентная схема емкостей C12 C1 C2

Проводники на печатной плате

Проводники на печатной плате Проводник 1 Проводник 2 Лак Печатная плата

В системе из нескольких заряженных электродов потенциал каждого электрода зависит от зарядов всех остальных. Если свойства среды не зависят от поля, эта зависимость линейна. Именно такое предположение используется в электростатических задачах ELCUT:

U1 =  a11 * q1 + a12 * q2 + ... + a1n * qn
U2 =  a21 * q1 + a22 * q2 + ... + a2n * qn
......
Un =  an1 * q1 + an2 * q2 + ... + ann * qn,

где
Uk - потенциал k-го электрода,
qk - заряд k-го электрода,
aij - собственные и взаимные потенциальные коэффициенты.

Часто требуется решить обратную задачу: определить заряды электродов по известным потенциалам. Выразив заряды (q1, q2, ... qn) из приведенной выше системы, получим:

q1 = b11 * U1 + b12 * U2 + ... + b1n * Un
q2 = b21 * U1 + b22 * U2 + ... + b2n * Un
......
qn = bn1 * U1 + bn2 * U2 + ... + bnn * Un

Коэффициенты bij имеют размерность емкости и называются коэффициентами электростатической индукции. Они могут быть как положительными, так и отрицательными.

Для составления эквивалентной схемы удобно ввести емкости между каждой парой проводников и между каждым проводником и землей. Тогда заряд проводника выражается через разности потенциалов:

q1 = c11 * (U1 - 0) + c12 * (U1 - U2) + ... + c1n * (U1 - Un)
q2 = c21 * (U2 - U1) + c22 * (U2 - 0) + ... + c2n * (U2 - Un)
......
qn = cn1 * (Un - U1) + cn2 * (Un - U2) + ... + cnn * (Un - 0)

Коэффициенты cij называются частичными емкостями.

Все три матрицы симметричны. Например, cij = cji.

Для автоматического вычисления матрицы частичных емкостей в ELCUT предусмотрена надстройка «Вычисление матрицы емкостей».

Надстройка для вычисления матрицы емкостей

Подробнее об этом расчете можно прочитать в руководстве пользователя и справочной системе ELCUT.

Задачи строительной теплотехники и расчеты по СП 50.13330.2012 в программе ELCUT