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例題２ 誘電体コンデンサの静電容量計算

本例題について

• 誘電体（アルミナ）ブロックに電極を形成して構成されたコンデンサの電場解析例を示します。
   

• コンデンサの静電容量、電界分布、等電位面を結果として見ることができます。
   

• 表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
   

• プロジェクトファイルを取得（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）




• Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

解析空間

項目	条件
解析空間	3次元
モデル単位	mm

 

解析条件

静的な電位を与えて電場解析を行いますので静解析 時間的に変化のない解析。たとえば一定の力を加えた時の応力解析や直流電流による磁界解析など。を選択します。

項目	条件
ソルバ 解析の種類に応じて、電磁界や応力を計算するソフト	電場解析[Coulomb （クーロン） Femtetの電場解析ソルバの名称]
解析の種類	静解析（容量値）
解析オプション	選択なし

 

現実には解析領域の外部にも電界が分布しますので、開放境界 アンテナなどの解析で、本来は無限まで続く解析空間を、有限領域で解析するときの外部境界条件の条件として以下を設定しています。

タブ設定	設定項目	条件
開放境界タブ	種類	吸収境界 音波、電磁波などの波の反射の発生しない境界条件。
	吸収境界の次元	1次

モデル図

誘電体(Block)を立方体形状のソリッドボディ 立体形状（立方体、多面体、球、円柱など）をもつボディで作成します。

その上下面に電位の境界条件 力、温度、電圧など、ボディの境界(トポロジ)に与える条件を設定します。

ボディ属性および材料の設定

例題1では電極用に転写用ボディ 境界条件、メッシュサイズを部分的につけるための材料が設定されていないボディを作成しましたが、本モデルではアルミナのブロックの

上下面に電極を定義しますので、ボディとしてはアルミナのブロックを定義します。

ボディ No./ボディ タイプ	ボディ属性名	材料名
1/Solid	Block	001_アルミナ※

※材料データベースを利用

境界条件

境界条件名/トポロジ ボディを構成する要素のこと。点、辺、面トポロジがある。	タブ	境界条件の種類	条件
Electrode1/Face	電気	電気壁 電界がその境界に対し垂直に向く扱いになる境界条件。電磁場を解析するモデルの対称境界や完全導体面などに用いる。	電位指定　-1[V]
Electrode2/Face	電気	電気壁	電位指定　+1[V]
外部境界条件※	電気	開放境界

 

※外部境界条件は[モデル]タブの
 

 

[外部境界条件] をクリックして設定できます

 

解析結果

静電容量の解析結果は、[解析結果]タブの、

 

 

 [テーブル] で表示できます。

 

 

 

電界ベクトル図を示します。

 

 

2枚の電極間に電界が発生している様子が分かります。

 

電束ベクトル図を示します。

 

 

アルミナブロック中に電束が集中している様子が分かります。