資料紹介

１．目的
・数値電界解析手法の１つである電荷重量法の基本的原理および特徴を理解する。
・数値電界解析結果について判断する能力を身につける。
・CADを用いた電界解析を行い、適切な電界分布を有する導体形状を決定する。
２．解説
2.1 数値電界解析の意義
数値電界解析は、空間の電位・電界分布を支配するポアソン方程式を数値計算により求めるための手法である。これは電力機器、高電圧応用機器の設計・開発において盛んに用いられている。また、半導体や電子デバイスの小型化・高性能化にとっても必要性が高い。
2.2 電荷重畳法
図１を用いて電化重畳法の原理を示す。電荷重畳法においては、導体内部に適切に配置した電荷によって計算対象導体系と等価な電位・電界分布を与えようとする。すなわち電荷を導体内部に離散配置することにより、その周囲に等電位面が形成される。この等電位面が、元の計算対象導体系の有する等電位面と等価になるように各電荷の電荷量を決定する。その結果、電界・電位は離散量である電荷の作用を重畳する形で求めることができ、計算誤差の要因となる数値微分・数値積分の使用を最小限に抑えることができる。
電荷重畳法

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１．目的

・数値電界解析手法の１つである電荷重量法の基本的原理および特徴を理解する。

・数値電界解析結果について判断する能力を身につける。

・CADを用いた電界解析を行い、適切な電界分布を有する導体形状を決定する。
２．解説

2.1 数値電界解析の意義

数値電界解析は、空間の電位・電界分布を支配するポアソン方程式を数値計算により求めるための手法である。これは電力機器、高電圧応用機器の設計・開発において盛んに用いられている。また、半導体や電子デバイスの小型化・高性能化にとっても必要性が高い。
2.2 電荷重畳法

図１を用いて電化重畳法の原理を示す。電荷重畳法においては、導体内部に適切に配置した電荷によって計算対象導体系と等価な電位・電界分布を与えようとする。すなわち電荷を導体内部に離散配置することにより、その周囲に等電位面が形成される。この等電位面が、元の計算対象導体系の有する等電位面と等価になるように各電荷の電荷量を決定する。その結果、電界・電位は離散量である電荷の作用を重畳する形で求めることができ、計算誤差の要因となる数値微分・数値積分の使用を最小限に抑えることができる。...

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