ELCUT
Новый подход
к моделированию полей
Поиск по сайту

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Микрогребенка

Микрогребенка - это миниатюрное электромеханическое устройство, в котором используется электростатическая сила между двумя противоположно заряженными телами.

Тип задачи: электростатики.

Геометрия: плоско-параллельная/3D вытягивание

Толщина гребенки Lz = 40 μм.
Зазор d = 2.5 μм.

Дано:
Относительная диэлектрическая проницаемость воздуха ε = 1,
Относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника ε = 10,
Разность потенциалов ΔU = 40 В

Задание:
Определить силу притяжения по ширине гребенки и сравнить полученный результат с аналитическим:*
F = 0.5 · εε0 · n·Lz · U2 / d [Н],
где n - число воздушных зазоров.

Решение:
Модель содержит только одну пару зубцов (два воздушных зазора, n=2). Граничное условие Dn=0 используется на плоскости симметрии.

Результат:
Аналитическое решение (cила, действующая на пару электродов, n=2):
F = 0.5 · 1 · 8.854e-12 · 2·40e-6 · 402 / 2.5e-6 = 2.27e-7 Н.

Сила F

Аналитическое решение

2.27e-7 Н (88%)

2-мерная плоская задача

2.29e-7 Н (89%)

3-мерная задача

2.58e-7 Н (100%)

* Википедия: Comb drive.

  • Смотреть на YouTube

    Скачать файлы задачи.

    ELCUT включён в Государственный реестр Российского программного обеспечения