Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

Микрогребенка

пондеромоторная сила микрогребенки, моделирование электростатического поля, микроэлектромеханическое устройство

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

Тип задачи
Плоско-параллельная задача электростатики

Геометрия

Толщина гребенки L_z = 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·L_z · 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 (сила, 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%)
2D Плоско-параллельная задача	2.29e-7 Н (89%)
3D задача	2.58e-7 Н (100%)

^* Википедия: Comb drive.

• Видео: Микрогребенка
  
• Смотреть на YouTube
• Скачать файлы задачи