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In diesem Blog gehe ich auf den dielektrischen Durchschlag ein und zeige Ihnen, wie Sie mit Ansys Maxwell die Einschalt- und Durchschlagsspannungen berechnen können. Ein Dielektrikum ist ein elektrisch isolierendes Material und jedes Dielektrikum hat eine Spannungsgrenze, bei deren Überschreitung es zu einem dielektrischen Durchschlag und einem elektrischen Lichtbogen im Dielektrikum kommt. Die Einsetzspannung ist die Spannungsgrenze, bei deren Überschreiten die Ionisierung des Dielektrikums beginnt. Die Durchbruchsspannung ist die Spannungsgrenze, bei deren Überschreitung das Dielektrikum vollständig ionisiert wird und ein vollständiger Lichtbogen entsteht.
MODELL
In diesem Beispiel wird der Ansys Maxwell Electrostatic Solver verwendet. Das Modell besteht aus einer Kupferelektrode mit einem Potenzial von 100 V, einer Kupferscheibe mit 0 V, einem Post-Processing-Rechteck für die Darstellung des E-Feldes und der Feldlinien (Bogenlinien) sowie einer nicht dargestellten Begrenzung der Modellregion.
SETUP
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Analysis und wählen Sie „Add a Solution Setup“. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Setup1 und wählen Sie „Analysieren“.
ERGEBNISSE
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Nachbearbeitungsrechteck und wählen Sie Felder >> Emag. Klicken Sie anschließend mit der rechten Maustaste auf das Nachbearbeitungsrechteck und wählen Sie Felder >> Markierungen >> und wählen Sie „Markierungen hinzufügen“ so viele wie gewünscht und platzieren Sie sie an den gewünschten Stellen. Die Position der Markierungen kann bearbeitet werden. In diesem Beispiel wurden fünf Marker mit einem Abstand von 1 mm und ein Marker in der Mitte der Elektrodenspitze ausgewählt.
Fügen Sie dann eine Feldlinienspur hinzu, wählen Sie das Volumen der Region aus und markieren Sie alle Marker, die dem Modell hinzugefügt wurden.
Die Feldlinienspuren (Bogenlinien) werden der Verteilung der elektrischen Feldstärke über dem Nachbearbeitungsrechteck überlagert.
Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die Feldlinienkurve und wählen Sie „Auswertung der Anfangsspannung“.
Markieren Sie alle Zeilen, die den Markern entsprechen, und wählen Sie „Auswerten“. Passen Sie die dielektrischen Eigenschaften nach Bedarf an. Die Streamer-Konstante „k“ hängt von der Gasart ab und ist ein Wert zwischen 0 und 1. Wenn k sich 1 nähert, nähern sich die Werte für die Anfangsspannung und die Durchbruchsspannung einander an.
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