Министерство образования и науки Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Учебный комплект
Екатеринбург
УрФУ
2014
УДК 537. 612(075. 8)
ББК 22. 334я73
М74
Авторы:
В. Э. Фризен, И. В. Черных, С. А. Бычков, Ф. Е. Тарасов
Рецензенты:
директор научно-технического центра «РЭЛТЕК» канд. техн. наук
С. М. Фаткуллин;
кафедра электрификации горных предприятий Уральского государственного
горного университета (заведующий кафедрой – д-р техн. наук А. Л. Карякин)
Научный редактор – проф. , д-р техн. наук Ф. Н. Сарапулов
Методы расчета электрических и магнитных полей : учебный
М74 комплект / В. Э. Фризен, И. В. Черных, С. А. Бычков, Ф. Е. Тарасов. –
Екатеринбург : УрФУ, 2014. – 176 с. ISBN
В комплекте приведено задание на проектирование индукционного
нагревателя, а также рекомендации по составлению математической модели
процесса индукционного нагрева в программном комплексе Elcut. В
приложениях даны варианты заданий, удельные параметры нагреваемого
металла, пример расчета. Учебный комплект предназначен для студентов всех форм обучения по
направлению 140400 – Электроэнергетика и электротехника. В учебный
комплект входят: учебное пособие, материалы для проведения практических
занятий, лабораторные работы, методические указания к выполнению курсовой
работы по дисциплине «Методы расчета электрических и магнитных полей», а
также справочная информация. Библиогр. : 7 назв. Табл. 24. Рис. 58. Прил. 5. УДК 537. 612(075. 8)
ББК 22. 334я73
ISBN © Уральский федеральный
университет, 2014
2
СОДЕРЖАНИЕ
I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТОДЫ РАСЧЕТА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ» ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 5
Введение ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1. 1. Двумерная постановка полевой задачи в программе Elcut ... ... ... ... ... ... ... ... . . 6
1. 2. Задача магнитостатики в среде Elcut ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
1. 3. Задача магнитного поля переменных токов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
1. 4. Задачи электростатики и растекания токов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 22
1. 5. Задачи температурного поля и нестационарной теплопередачи ... ... ... ... ... 26
1. 6. Структура файлов пользователя в программе Elcut. Описание геометрии задачи ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 30
1. 7. Рабочее окно программы. Этапы решения полевой задачи
в программе Elcut ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 37
1. 8.