View source for Feladat 3

{| width=100%
|-
| colspan=2 align=center |
<font color='blue' size='+2'>Feladat #3 - Áramvezetés</font>
{| align="left"
 | __TOC__
 |}
|- valign=top
| width=50% |
'''Oktató'''
* [http://wiki.maxwell.sze.hu/index.php/Marcsa Marcsa Dániel] (óraadó)
* Előadás: -
* Fogadóóra: egyeztetés alapján
| width=50% |
'''További oktatók:'''
* -
* Fogadóóra: -.
|}

=== A feladat célja ===
A hallgatók elsajátítsák az elektromágneses térszámítás alapjait, főbb lépéseit, valamint gyakorlatot szerezzen az eredmények kiértékelésében a [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy az [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver segítségével.  Ezen túl a nemzetközi elvárásoknak megfelelő Műszaki Jelentés (Technical Report) írásában is gyakorlatot szerezzen.

A feladat egy söntellenállásnál meghatározni a feszültségesését, az ellenállást és a keletkező veszteségeket.

=== A feladat megoldásához szükséges ismeretek ===
* A végeselem-módszer lépései; 
* A stacionárius áramlási térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés és peremfeltétel megadásához);
* A [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftver alapszintű kezelése.

=== A feladat ===

A feladat két részből áll, a szimulációból és az összefoglaló elkészítéséből.

{| class="wikitable"
| '''Leadási határidő:'''
| '''nappali''' - 2020. november 06., 23:59 / '''távoktatás''' - 2020. december 5. 23:59
|-
| '''Leadás formája:'''
| A szimulációs fájlt (FEMM - *.fec; Agros2D - *.a2d) tömörítve (.zip formátumban).<br />Az összefoglalót PDF formátumban. A színes ábrákat úgy kell elkészíteni, hogy fekete-fehérben kinyomtatva is világos legyen a tartalmuk az olvasó számára.
|-
| '''Benyújtás nyelve:'''
| Magyar
|-
| '''Benyújtás helye:'''
| <span style="color:red">A [https://szelearning.sze.hu/sze-login/index.html '''Moodle rendszerben'''] kiírt feladatnál.</span>
|-
| '''Késői benyújtás:'''
| Minden megkezdett nap után 5% levonás az elért eredményből (azaz pl. 5 nap késés után 100%-os leadandóra már csak max. 100% - 5x5% = 75%-ot lehet szerezni).
|-
| rowspan="5" | '''Értékelés:'''
| 0 – 50% - Elégtelen (1)
|-
| 51 – 60% - Elégséges (2)
|-
| 61 – 70% - Közepes (3)
|-
| 71 – 85% - Jó (4)
|-
| 86 – 100% - Jeles (5)
|- style = "color:red"
| colspan="2" | A formai követelmények tekintetében az alábbi linken elérhető útmutatót/sablont kell használni.
|}

== Feladat I. része ==
==== Rezisztencia és veszteség számítása végeselem-módszerrel ====
A kapott sorszám alapján a feladat geometriájának méreteit a következő táblázatban találja: [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing '''Feladat #1 méretei'''].

A feladat: meghatározni a vezető (ha több van tetszőlegesen választott vezetőre) esetében a kapacitást és a töltést.<br \>
A kapacitást az elektromos energia segítségével tudja meghatározni:
 
<math>C = \frac{2\cdot W_{\text{e}}}{U^{2}}</math>,

majd a töltést
 
<math>\rho = C\cdot U</math>

képlettel, ahol <math>U</math> a vezetők közötti potenciálkülönbség, <math>\rho</math> a töltés, <math>W_{\text{e}}</math> az elektromos energia.

''A töltést mindig <math>1\,\text{V}</math> gerjesztésre határozza meg!''

{| class="wikitable"  style="text-align: center; width: 1000px; height: 80px;"
|+ Az anyagok fajlagos vezetése.
! Anyag
! Titánium
! Réz
! Aluminium
! Réz mangán
|-
! <math>\sigma~[\text{MS/m}]</math>
| 1,789 || 58 || 36,9 || 20,833
|}

'''Elvégzendő feladatok'''

* A megadott paraméterek alapján elkészíteni a síkbeli (''planar'') feladat geometriáját a [http://www.femm.info/wiki/HomePage FEMM] vagy [http://www.agros2d.org/ Agros2D] szoftverek valamelyikében;
* Az anyagtulajdonságok, a gerjesztés és a peremfeltételek megadása; 
* A FEM szimuláció futtatása;
* Az eredmények kiértékelése, ha a <math>z-</math>irányú hossza a feladatnak minden esetben <math>5\,\text{mm}</math>.

A [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1mv7rsx6ODZOoSdl6ZZzk0bpnLxiJzT-SUmMuwxzpgK4/edit?usp=sharing táblázatban] található méretek jelentését az alábbi ábrák mutatják. A táblázatban a 2. oszlop jelöli a változat számát.


{| width=80%
|-
| align=center |
[[File:01 ShuntResistor.png|550px]]
| align=center |
[[File:02 ShuntResistor.png|550px]]
|-
|align=center | <span style="font-size:88%;">'''Feladat #3 - 1. változat.'''</span>
|align=center | <span style="font-size:88%;">'''Feladat #3 - 2. változat.'''</span>
|-
| align=center |
[[File:03 ShuntResistor.png|550px]]
| align=center |
[[File:04 CurrentConduction Materials.png|550px]]
|-
|align=center | <span style="font-size:88%;">'''Feladat #3 - 3. változat.'''</span>
|align=center | <span style="font-size:88%;">'''Feladat #3 - anyagok.'''</span>
|}

==== Szoftverek használatának bemutatása ====
Az 1. ábrán látható feladat megoldásán keresztül röviden bemutatom az előadáson és az önálló feladat során használandó szoftvereket. A feladathoz készült videók segítségével elsajátítható a feladat beállítása, a geometria rajzolása, az anyagtulajdonságok, a peremfeltételek és a gerjesztés megadása. Majd a megoldást követően a térváltozók megjelenítése és kapacitás valamint töltés meghatározása.

A mintdapéldához nincs a levegő berajzolva. Ennek méretei a videókban megtalálhatóak, de akár gyakorlásképpen ellenőrizhető, hogyan befolyásolja a kapacitás értékét (az eredményt) a lezárás mérete.

{| width=100%
|-
| align=center |
[[Image:05 StacionariusAramlas Mintapelda.png|650px]]
|-
|align=center | <span style="font-size:88%;>''' ''Ábra 1.'' - A mintapélda és geometriai méretei.'''</span>
|}
 
{| class="wikitable"  style="text-align: center; width: 1000px; height: 80px;"
|+ Az eredmények összehasonlítása.
! Szoftver
! Maxwell 2D
! 2D Extractor
! FEMM
! Agros2D
! Analitikus - 1<ref>https://www.ee.ucl.ac.uk/~amoss/java/microstrip.htm</ref>
! Analitikus - 2<ref>https://www.emisoftware.com/calculator/microstrip-capacitance/</ref>
|-
! Ismeretlenek száma (DoF)
| 64246 || 66268 || 124297 || 127727 || - || -
|-
! Végeselemek száma
| 33983 || 34382 || 247260 || 28416 || - || -
|-
! Polinom fokszáma
| Másodfokú || Másodfokú || Elsőfokú || Harmadfokú || - || -
|-
! Kapacitás [pF]
| 96,729 || 96,763 || 97,136 || 96,74 || 127,9 || 93,040
|}

'''Videók a szoftverek használatához'''
* [ FEMM]
* [ Agros2D]
* [ Ansys Maxwell 2D]
* [ Ansys Maxwell 3D]
* [ Ansys 2D Extractor]
* [ Ansys Q3D Extractor]
* [ Ansys Discovery AIM]
* [ Ansys Discovery Live]

== Feladat II. része ==

A műszaki jelentés elkészítése és leadása a [https://szelearning.sze.hu/sze-login/index.html '''Moodle rendszerben'''] PDF formátumban.<br \>
A műszaki jelentés a következő linken elérhető: [https://drive.google.com/file/d/18LuHr4Yvqu4D-i9Dh7jPqVSj9KoeJfmE/view?usp=sharing Word]; [https://drive.google.com/file/d/1-ULXQ3e37X35mbqoEl_l-ej1X9PT1aiv/view?usp=sharing PDF].

==Hivatkozások==
{{Reflist}}