Menyetel kebisingan? Simulator sirkuit elektromagnetik baru memvisualisasikan fenomena radiasi
HI-Tech

Menyetel kebisingan? Simulator sirkuit elektromagnetik baru memvisualisasikan fenomena radiasi


Gbr. 1 Persamaan yang digunakan dalam makalah ini: Karena waktu tunda perlu diperhitungkan untuk mempertimbangkan radiasi eksternal, U dan A dipengaruhi oleh rapatan muatan q dan rapat arus j, yang memiliki waktu tunda yang bergantung pada ruang. Oleh karena itu, untuk mempertimbangkan keterlambatan secara tepat, perlu dilakukan perhitungan integrasi spasial yang kompleks dengan pergeseran waktu. Kredit: Universitas Osaka

Sebagian besar perangkat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari kita dioperasikan dan dikendalikan oleh listrik. Dari sudut pandang keamanan dan ketatnya pasokan dan permintaan listrik, desain sirkuit yang memenuhi kebisingan elektromagnetik rendah dan penghematan daya menjadi semakin penting.

Dalam sirkuit listrik, sinyal listrik dipancarkan di dalam konduktor, dan medan elektromagnetik memancar di luar konduktor. Selanjutnya, medan elektromagnetik merambat melalui udara dan diubah menjadi sinyal untuk dirinya sendiri dan sirkuit lain, yang menyebabkan gangguan elektromagnetik. Sekarang, tim peneliti di Universitas Osaka telah merumuskan metode numerik untuk memvisualisasikan bagaimana sinyal merambat dan memancar tergantung pada bentuk konduktor, memungkinkan kami untuk mengantisipasi penyebab gangguan elektromagnetik dalam tahap perancangan sirkuit.

“Penting untuk menghitung sinyal listrik dan fenomena radiasi eksternal secara bersamaan untuk menangani gangguan elektromagnetik. Untuk tujuan ini, kami bertujuan untuk menyelesaikan secara tepat persamaan integral tunda dari potensial skalar (potensial) U dan potensial vektor A yang diturunkan dari persamaan Maxwell, sebagai ditunjukkan pada Gambar 1, “kata penulis utama Souma Jinno.

Dalam metode konvensional, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, waktu tunda didekati dengan konstanta yang tidak bergantung pada ruang, tetapi perhitungan numerik ini tidak stabil. Penelitian ini telah mencapai stabilitas numerik melalui metode perhitungan numerik (diskritisasi) yang lebih memperhatikan waktu tunda. Tim juga mengembangkan algoritme yang secara bersamaan menghitung hukum Ohm dan persamaan kontinuitas serta elemen rangkaian batas (rangkaian parameter terpusat).

Menyetel kebisingan? Simulator sirkuit elektromagnetik baru memvisualisasikan fenomena radiasi

Gbr. 2 Perbandingan perlakuan waktu tunda antara metode konvensional dan metode kami. Kredit: Universitas Osaka

“Kami akan menunjukkan efek radiasi pada sinyal yang dihantarkan dengan menerapkan metode kami ke sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar. 3 dan membandingkannya dengan hasil kalkulasi yang mengabaikan radiasi, masing-masing ditampilkan sebagai garis merah dan biru. Dengan membandingkan kedua hasil tersebut. , kita dapat melihat bahwa kalkulasi dengan radiasi langsung teredam dan konvergen ke nol, sedangkan kalkulasi tanpa radiasi terus berosilasi tanpa redaman. Karena komponen resistansi konduktor diasumsikan nol, tidak ada kerugian akibat konduksi. Dari penjelasan di atas Hasilnya, arus sinyal konduksi melemahkan akibat radiasi eksternal. Atenuasi menunjukkan bahwa satu konduktor tidak cocok untuk menghantarkan sinyal karena radiasi eksternal yang luas. Biasanya, rangkaian listrik menggunakan dua konduktor, yang dapat menghantarkan dengan sedikit radiasi, “jelas Souma Jinno.

Menyetel kebisingan? Simulator sirkuit elektromagnetik baru memvisualisasikan fenomena radiasi

Gbr. 3 Pengaruh radiasi pada sinyal yang terkonduksi: Garis merah menunjukkan hasil kalkulasi dengan radiasi eksternal yang diperoleh dengan metode yang baru dikembangkan, sedangkan garis biru menunjukkan hasil kalkulasi mengabaikan radiasi dengan memperkirakan waktu tunda sebagai nol. Bentuk gelombang dalam grafik menunjukkan variasi waktu dari arus yang mengalir di tengah konduktor, dan osilasinya menunjukkan arus pulsa input yang merambat melalui konduktor, memantul bolak-balik di kedua ujungnya. Kredit: Universitas Osaka

“Untuk mencapai Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs), masyarakat bergerak menuju elektrifikasi. Namun, elektrifikasi cepat memiliki potensi masalah seperti pasokan dan permintaan listrik yang ketat dan pencemaran lingkungan yang tidak terlihat yang disebabkan oleh kebisingan elektromagnetik. Menggunakan simulator sirkuit elektromagnetik yang dikembangkan di Penelitian ini, kami bertujuan untuk mewujudkan ‘masyarakat berlistrik berkelanjutan’ dengan mengurangi kebisingan dan konsumsi daya rangkaian listrik dengan menangani dan mengonsumsi daya listrik dengan benar, “kata penulis koresponden Masayuki Abe.


Penjelasan penyebab derau elektromagnetik memungkinkan sirkuit listrik EM tanpa derau


Informasi lebih lanjut:
Souma Jinno dkk. Metode numerik domain waktu dari konduktor tiga dimensi termasuk radiasi dengan rangkaian parameter terkumpul, Laporan Ilmiah (2021). DOI: 10.1038 / s41598-021-83916-4

Disediakan oleh Universitas Osaka

Kutipan: Menyetel kebisingan? Simulator sirkuit elektromagnetik baru memvisualisasikan fenomena radiasi (2021, 24 Maret) diambil pada 24 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-tuning-noise-electromagnetic-circuit-simulator.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP