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磁場/磁界 有限要素法 過渡応答

電極間の電場/電界解析



PTCレジンヒータの電流分布解析をF-VOLTで解析
しました。

PTCレジンヒータは、PTCレジンの温度が上昇すると
その固有抵抗値が上がって 電流が制限され、ある
温度以上には上昇しないという特長を持っています。


F-VOLTでは、電気伝導率の温度依存性を考慮する
ことができますので、今回はその機能を利用して計算
しました。

今回解析しましたモデルの外観図は図1と図2の通り
です。
PTCレジンヒータ電流分布解析モデル
図1 PTCレジンヒータの外観図
PTCレジンヒータ電流分布解析モデル
  図2 PTC樹脂の外観図
PTCレジンヒータの温度と電気伝導率の関係は図3の
通りです。
電気伝導率
図3 温度と電気伝導率のグラフ
今回は、PTC樹脂(抵抗率の温度依存)の電気伝導
率を、30℃、60℃、100℃の3ケースについて解析
しました。

その結果求めた発熱量をプロットすると、図4のよう
なグラフになりました。
温度と発熱のグラフ
  図4 温度と発熱のグラフ

各温度での電界分布コンター図と電流密度分布コンター図は、以下の通りです。

PTCレジンヒータ電流分布解析 電場分布 PTCレジンヒータ電流分布解析 電流密度分布
図5 電界分布コンタ図(30℃)(単位:V/m)   図6 電流密度分布コンタ図(30℃)(単位:A/㎡)
PTCレジンヒータ電流分布解析 発熱密度  
図7 電界分布コンタ図 (30℃)(単位:V/m)  
PTCレジンヒータ電流分布解析 発熱密度 PTCレジンヒータ電流分布解析 電流密度分布
図8 発熱密度分布コンタ図(60℃)(単位:W/m3)   図9 電流密度分布コンタ図(60℃)(単位:A/㎡)
PTCレジンヒータ電流分布解析 発熱密度  
図10 発熱密度分布コンタ図(60℃(単位:W/m3)  
PTCレジンヒータ電流分布解析 電場分布 PTCレジンヒータ電流分布解析 電流密度分布
図11 電界分布コンタ図(90℃)(単位:V/m)   図12 電流密度分布コンタ図(90℃)(単位:A/㎡)
PTCレジンヒータ電流分布解析 発熱密度  
図13 発熱密度分布コンタ(90℃) (単位:W/m3)  

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