Electromagnetics and Ham Radio
Capacitance7
今回取り上げた問題では、+Qと-Qのペアの電荷を与えているので、前にも伝えましたが、無限境界では、Dn(∞)=0になります。 また、電位Vもゼロ(V(∞)=0)になります。したがって、上の積分式の境界積分の項は消えてなくなります。 結果的に以下が残ります。

\begin{eqnarray} V(\vm{\xi})=\iint_{D}{\left(q_1(\vm{x})+q_2(\vm{x})\right)G(\vm{x},\vm{\xi})dA} \end{eqnarray}

カーネル関数は、以下のようになります。

\begin{eqnarray} G(\vm{x},\vm{\xi})=-\frac{1}{2\pi\varepsilon}{log}_e\left(\frac{r}{r_0}\right) \end{eqnarray}

最終的に導きだされた式は、導線の断面のみを積分すれば電位V(x)が得られると言っています。 そこで、下図のように導線の断面を分割してみました。 下に紹介する計算例では、Q=+1[C], Q=-1[C], D=6, a=1, ε=1を使っています。ですから、 上側の導線の各要素にq(x)=+Q/(πa2)を、 下側の導線の各要素にq(x)=-Q/(πa2)を与えます(π=3.14159のパイです)。


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