Obliczanie quasistacjonarnego pola elektromagnetycznego i indukcyjności własnej cewki kołowej pomiędzy idealnie ferromagnetycznymi ścianami równoległymi

Pole elektromagnetyczne jest obecne wokół nas, chodź jest niewidoczne dla ludzkiego oka. Może powstawać w sposób naturalny lub być wytworzone sztucznie.

Jest powiązaniem dwóch pól magnetycznego i elektrycznego. W publikacjach można znaleźć wiele przykładów dotyczących oddziaływania pola na ludzi i otoczenie. Analizowane są różnego rodzaju obiekty takie jak linie wysokiego napięcia, telefony komórkowe, telewizory, tomografy, monitory komputerowe, kuchenki mikrofalowe itp. Jednak nadal pozostaje wiele obszarów niezbadanych.

W niniejszej pracy została przeprowadzona analiza pola elektromagnetycznego w układzie składającym się z cewki kołowej położonej między dwoma ścianami równoległymi idealnie ferromagnetycznymi. Praca składa się z części teoretycznej, obliczeń i symulacji komputerowej.

W pierwszej części zostały przedstawione zagadnienia teoretyczne związane z polem magnetycznym. Opisano cztery fundamentalne równania elektromagnetyzmu Jamesa Maxwella oraz prawo Biota-Savarta, warunki brzegowe i metodę odbić zwierciadlanych wykorzystanych do obliczenia pola magnetycznego oraz indukcyjności własnej.

W drugiej części zostały wyprowadzone wzory na składowe pola magnetycznego oraz indukcyjność własną cewki w przedstawionym układzie, w której wykorzystano opisane w części teoretycznej prawa i równania.

W trzeciej części przeprowadzono obliczenia numeryczne, wykorzystując program obliczeniowy Matlab. W części tej przedstawiono podstawowe funkcje programu Matlab oraz opisano program do obliczeń składowych pola magnetycznego i indukcyjności własnej cewki. Wykonano symulację komputerową badanego układu przedstawiając wyniki w postaci wykresów dwu i trójwymiarowych w zależności od wybranych parametrów.

Celem niniejszej pracy jest przeprowadzenie obliczeń quasi stacjonarnego pola elektromagnetycznego i indukcyjności własnej cewki kołowej pomiędzy idealnie ferromagnetycznymi ścianami równoległymi. Zakres pracy obejmuje:

• przedstawienie zagadnień teoretycznych związanych z polem elektromagnetycznym
• wyprowadzenie wzorów na składowe pola magnetycznego
• wyprowadzenie wzoru na indukcyjność własną cewki
• utworzenie programu numerycznego do obliczania składowych pola magnetycznego i indukcyjności własnej cewki
• przedstawienie na wykresach rozkładu pola magnetycznego w analizowanym układzie oraz zależność indukcji od wybranych parametrów