Пример задачи расчета нестационарного электрического поля с нелинейными свойствами материалов. Варистор состоит из металлических пластин, разделенных слоями диэлектрика.

Тип задачи
Осесимметричная нелинейная задача нестационарного электрического поля.

Геометрия

Дано
Напряжение U = 0.. 240 В.
Относительная диэлектрическая проницаемость - нелинейная.

Задание
Вычислить зависимость емкости от напряжения C(U).

Решение
Чтобы вычислить зависимость емкости от напряжения C(U) необходимо провести серия расчетов: изменяя величину напряжения, рассчитывать поле и измерять величину заряда q. Емкость будет равна отношению заряда к напряжению C = q / u.
Для автоматизации этой задачи приложим к конденсатору напряжение, зависящее от времени u(t) = U_max*t, где t - время. Таким образом мы сможем заменить серию статических задач на одну задачу расчета переходного процесса. Решив задачу, ELCUT построит кривую q(t) автоматически.
Так как все ячейки одинаковые, то в модель включена только 1 ячейка из 14.

Результат
рассчитанная в ELCUT ёмкость C(U) конденсатора в зависимости от напряжения.
емкость варистора - нелинейного конденсатора

При напряжении 240 В ёмкость C = 14 ячеек * 0.0753 мкФ = 1.05 мкФ.
Максимальная емкость C = 14 ячеек * 0.1168 мкФ = 1.64 мкФ получается при напряжении 72 В.