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电磁学

电磁学·电路仿真器

集肤深度、RC/RL/RLC电路瞬态响应、变压器设计、电磁场分析等仿真工具集。

98 个仿真器 阅读电磁学技术文章 →
专题中分类

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射频、微波与传输线仿真器 电力电子与电力电路仿真器
仿真器集
交流电路阻抗模拟器 — RLC串并联·共振·波特图
交流电路阻抗模拟器 — RLC串并联·共振·波特图比较主要假设变化时电磁场、电路与传输条件的响应。
串联 RLC 电路模拟器 — 交流阻抗与谐振
串联 RLC 电路模拟器 — 交流阻抗与谐振比较主要假设变化时电磁场、电路与传输条件的响应。
安培定律模拟器 — 直线电流与螺线管的磁场
安培定律模拟器：实时计算无限长直线电流在距离 r 处的磁感应强度 B = μ₀I/(2πr)、螺线管内部均匀磁场 B = μ₀nI 以及平行电流间单位长度上的作用力 F/L。
天线增益与方向性模拟器
使用CAE天线增益与方向性模拟器，在线选择天线类型并调整频率、功率与通信距离，实时计算Friis传输方程与自由空间路径损耗（FSPL）。通过交互式极坐标方向图，直观对比不同天线的辐射特性与方向性，为无线通信系统设计与优化提供关键数据支持。
天线方向图模拟器
探索天线辐射特性：使用CAE模拟器实时可视化半波偶极子、阵列天线和八木天线的方向图。自动计算关键性能指标，如增益、半功率波束宽度和旁瓣电平。深入了解全向天线、N元端射阵列的波束形成原理（总方向图 = 阵元方向图 × 阵因子），并通过交互工具
天线辐射方向图可视化工具
一款先进的CAE天线辐射方向图可视化工具，支持半波振子、单极子、贴片天线及八木天线的实时极坐标图绘制。工具可自动计算关键性能参数，包括方向性系数、半功率波束宽度（HPBW）和前后比，助力工程师高效进行天线设计与性能分析，提升研发效率。
电弧闪络危害分析工具
基于IEEE 1584-2018标准，本工具通过输入电压、短路电流与工作距离，实时计算电弧闪络的入射能量、PPE防护等级及弧闪边界。核心公式包括电弧电流、入射能量与边界距离计算，并可视化危险区域同心圆图，为电气安全作业提供关键数据支持与风险
带通滤波器模拟器 — 串联 RLC 谐振与品质因子
实时可视化串联 RLC 带通滤波器的频率响应。即时计算谐振频率 f_0、品质因子 Q、-3 dB 带宽 BW 以及观测频率下的增益与相位,并通过波特图与电路波形直观掌握带通滤波器的选择性与窄带选频原理,是免费的在线信号处理与电路设计学习工具。
电池等效电路模型放电模拟器
本文介绍基于Thevenin等效电路模型的电池放电模拟器，支持锂离子、磷酸铁锂和铅酸电池的实时仿真。用户可自由调节容量、内阻、RC极化支路及C倍率，直观观察端电压与SOC的动态变化。模型通过欧姆压降、扩散极化及OCV-SOC多项式拟合，精确
电池容量计算工具
面向相邻设计条件与主要指标的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
电池SOC与充放电计算
本文介绍锂离子电池SOC估算、充放电特性及劣化模型的CAE仿真方法。通过等效电路模型，模拟电池电压-电流特性，分析充放电过程中的状态变化与性能衰减。为电池管理系统设计、寿命预测及性能优化提供关键计算依据与工程参考。
毕奥数模拟器 — 瞬态传热的集中热容模型判定
毕奥数模拟器：根据对流换热系数 h、固体导热系数 k、特征长度 L_c、热扩散率 α，实时计算毕奥数 Bi = hL/k、集中热容模型的适用区域、时间常数 τ 以及 t = τ 时的无量纲残差 T/T_0，并以可视化方式判定模型可用性。
毕奥-萨伐尔定律模拟器 — 圆电流环的磁场
毕奥-萨伐尔定律模拟器实时计算半径 R 的圆电流环（电流 I、匝数 N）在轴上距离 z 处产生的磁通密度 B(z)，并以 3D 环示意图与 B(z) 钟形曲线同时可视化。
Boost 变换器占空比 Cycle模拟器
面向电磁场、电路与传输条件的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
Buck 变换器纹波模拟器
Buck 变换器纹波模拟器比较主要假设变化时电磁场、电路与传输条件的响应。
RC电容充放电模拟器
RC电容充放电模拟器：交互式仿真RC电路，实时绘制V(t)=V₀(1-e^(-t/τ))充电与V(t)=V₀e^(-t/τ)放电曲线。调节R、C、V₀参数，探索相机闪光灯、心脏除颤器等预设应用，深入理解时间常数τ=RC。
电容充放电与能量模拟器
电容充放电模拟器，实时计算RC电路电压、电流与储能曲线，自动求解时间常数τ=RC、电荷量Q=CV及最大能量。支持充放电与交流模式，Chart.js动态绘图，助您直观理解电路能量变化。
电路仿真器
探索电路仿真器：通过交互式欧姆定律模拟器，直观可视化串联、并联及混合电路中的电子流动与能量变化。实时计算电压、电流、电阻和功率，深入理解欧姆定律（V=IR）、基尔霍夫定律及RC时间常数等核心原理。适合电子工程学习与教学，让抽象的电路理论变得
同轴电缆阻抗计算器 — Z_0 与传播速度
同轴电缆阻抗计算器根据内导体半径、外导体内径与介质相对介电常数实时计算特性阻抗 Z_0、传播速度、单位长度电容与电感，直观理解 50Ω/75Ω 系统设计与波长计算。
线圈电感计算器（长冈系数·Wheeler公式）
使用长冈系数法（椭圆积分精确解）与Wheeler近似公式，在线计算空芯螺线管电感。实时比较两种方法的计算结果，并绘制电感随匝数（L-N）与直径（L-D）变化的参数曲线。适用于射频线圈设计、电力电子变压器优化及电磁CAE仿真分析，助您快速评估
共面波导 (CPW) 模拟器 — 特性阻抗 Z_0
共面波导 (CPW) 模拟器根据中心线宽 W、缝隙 G、相对介电常数 εr 与频率，实时计算特性阻抗 Z_0、有效介电常数与导波波长。基于 Wheeler/Hilberg 椭圆积分近似，让 50Ω RF 走线设计一目了然。
电化学腐蚀计算
本文介绍如何利用Evans图和混合电位理论进行电化学腐蚀计算，详细阐述电偶腐蚀、点蚀及缝隙腐蚀速率的分析方法。通过估算腐蚀电流，为材料在特定环境中的耐蚀性评估与寿命预测提供关键量化依据，适用于腐蚀防护与CAE仿真工程领域。
库仑阻尼模拟器 — 干摩擦下的自由振动
库仑阻尼（干摩擦阻尼）下质量-弹簧系统自由振动的模拟器。改变质量、刚度、摩擦系数和初始位移，直观了解振幅线性衰减、在有限时间内停止以及死区导致的停止偏移等干摩擦特有现象。
库仑定律模拟器 — 点电荷之间的电力
库仑定律模拟器从两个点电荷的电荷量、距离和相对介电常数实时计算库仑力 F、电场 E、势能 U 与作用方向（吸引／排斥）。电场线与 |F|-r 双对数曲线可直观理解平方反比律。
库仑定律可视化工具 — 点电荷间的静电力
面向相邻设计条件与主要指标的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
差分对阻抗计算器 — USB / HDMI 100Ω 差分布线
差分对阻抗计算器针对 USB、HDMI、PCIe 等差分布线，根据线宽、线间距、基板厚度与介电常数实时计算差分阻抗 Z_diff、奇模 Z_odd、偶模 Z_even，并可视化与 90Ω / 100Ω 目标的差距。
涡流模拟器
可视化涡流集肤效应的交互式模拟器。实时计算集肤深度δ=√(2ρ/ωμ)的频率依赖性、涡流损耗P∝f²B²d²及导体制动力，适用于感应加热、无损检测与变压器设计。
直流电路分析模拟器 — 欧姆定律与基尔霍夫定律
直流电路分析模拟器 — 欧姆定律与基尔霍夫定律比较主要假设变化时电磁场、电路与传输条件的响应。
电场与电位模拟器
使用电场与电位模拟器，自由放置最多三个点电荷，实时观察库仑定律下的电场分布。工具将同步生成动态电场箭头、电位热力图、等势线及水平截面电位曲线，直观揭示电场强度与电位梯度关系（E=-∇V）。将鼠标移至画布任意位置，即可在面板实时读取该点精确电
PMSM电机设计计算工具
是一款专业的PMSM电机设计计算工具，基于dq轴模型实时计算电磁转矩、铜损、效率及MTPA角，支持SPM/IPM永磁同步电机参数分析与转矩-转速曲线可视化，助力高效电机设计与性能优化。
电动机转矩仿真器
面向相邻设计条件与主要指标的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
电场与电位可视化工具 — 等电位线与电场线
电场与电位可视化工具 — 等电位线与电场线比较主要假设变化时相邻设计条件与主要指标的响应。
电力计算仿真器
交互式电力计算仿真器，实时可视化相量图与功率三角形。调整电压、电流和功率因数角，计算有功功率、无功功率、视在功率。支持R、RL、RC、RLC及三相电路仿真，助您深入理解交流电功率。
功率因数补偿电容计算工具
功率因数补偿电容计算工具：输入有功功率与功率因数，实时计算所需电容容量（kVAR/μF）、电流削减率及年节电量。支持单相三相系统，可视化功率三角形对比，助力工业节能降耗。
接地电阻计算（IEEE 80 / Wenner法）
基于IEEE 80标准与Wenner法，专业计算接地电阻、跨步电压及接触电压。支持网格、棒形等多种电极，内置安全判定，助您快速完成符合标准的接地系统设计与分析。
交流电机模拟器
交流电机模拟器：输入三相感应电动机等效电路参数，实时绘制转矩-速度（T-N）曲线及效率、功率因数图。自动计算最大转矩、启动转矩和同步转速（），直观分析电机性能，适用于电机设计、教学与工程验证。
电磁耦合模拟器
使用电磁耦合模拟器，通过互感公式M=k√(L1·L2)实时模拟双线圈耦合。可视化分析耦合系数k与电流电压波形，支持变压器、无线充电、感应加热三种应用模式，助您直观掌握电磁耦合原理与设计。
电磁屏蔽效能计算工具
实时计算电磁屏蔽材料的屏蔽效能（SE）。选择铜、铝、钢板或坡莫合金，输入厚度和频率，自动计算趋肤深度、吸收损耗A、反射损耗R和总SE（dB），并显示频率特性曲线。
电磁波模拟器
面向振动或声学响应与频率特性的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
电镀计算器
基于法拉第定律的电镀计算器，可精确计算镀层厚度、析出质量、电镀时间及电流效率。优化铜、镍、铬等多种金属的电镀工艺参数，提升生产效率和镀层质量，适用于电镀工艺设计、生产控制和成本分析。快速获取准确计算结果，优化您的电镀条件。
电磁感应（法拉第定律）模拟器
通过实时动画直观演示磁铁穿过线圈的电磁感应过程。本模拟器生动展示磁通量变化、感应电动势与电流方向，帮助用户深入理解法拉第定律与楞次定律的核心原理，包括公式及其中负号的
高斯定律电场模拟器
探索高斯定律在电场模拟中的应用，直观理解无限线电荷、平面及球对称电荷分布的电场计算与可视化。通过移动高斯面，深入体验闭合曲面内电荷与电场强度的定量关系，掌握线电荷电场公式$E = dfraclambda2pi arepsilo
高斯烟羽模拟器 — 大气扩散模型
高斯烟羽模拟器 — 大气扩散模型比较主要假设变化时相邻设计条件与主要指标的响应。
高通滤波器模拟器 — 一阶 RC 滤波器的频率响应
实时可视化一阶 RC 高通滤波器的频率响应。即时计算截止频率、增益、相位与时间常数,并通过波特图与电路波形直观掌握 AC 耦合和 DC 阻断特性,是免费的在线信号处理工具。
磁滞损耗 · 磁路设计工具
本文介绍基于磁阻模型的磁路设计工具，用于环形、E型铁芯及带气隙螺线管的磁路设计与分析。工具可实时计算磁通、电感及铁芯损耗，并包含边缘磁通的Rogowski修正，帮助工程师优化磁路性能、准确评估磁滞损耗，提升电磁设备的设计效率与精度。
阻抗匹配模拟器 — 反射系数与驻波比
该页面把代表性条件与电磁场、电路与传输条件联系起来，便于进入相邻工程校核。
三相感应电动机特性计算器
三相感应电动机特性计算器：输入等效电路参数（R1、X1、Xm、R2、X2），实时计算转矩-转速曲线、最大转矩、起动转矩、效率和功率因数。适用于电机设计、性能分析与教学。
基尔霍夫定律模拟器 — 串并联电阻电路
基尔霍夫电压定律 (KVL) 与电流定律 (KCL) 串并联电阻电路实时模拟器。调整 V、R_1、R_2、R_3 即可可视化总电流、分支电流与并联段电压，直观理解分流与电压降的关系。
LC电路振荡模拟器
使用LC电路振荡模拟器，通过调节电感L、电容C和电阻R参数，实时观察RLC电路的阻尼振荡波形与谐振阻抗特性变化。系统自动计算并显示谐振频率、品质因数Q值及衰减时间常数，助您直观理解电路振荡行为与阻尼效应。适用于电子工程教学与电路设计分析。
LED设计与热分析计算工具
实时计算LED壁面电源效率（WPE）、结温、光通量、热阻及光通量分Bin。集成光学设计与热设计的实用LED工程计算工具。包含驱动电流与光通量、发光效率曲线分析。
防雷保护设计
本文基于IEC 62305标准，详细阐述了防雷保护设计的关键计算流程。内容涵盖避雷针保护角与保护区域（滚球法）的确定、接地电阻的理论计算，并提供了保护半径和接地电阻的核心计算公式，指导工程师完成保护等级的准确判定与合规设计。
无线链路预算计算器（弗里斯公式）
免费无线链路预算计算器，基于弗里斯公式在线计算接收功率、链路余量与最大通信距离。支持BPSK/64QAM等多种调制对比及降雨衰减分析，助力无线通信系统设计与性能评估。
电力潮流计算（高斯-赛德尔法）
本文介绍使用高斯-赛德尔迭代法进行三节点电力系统潮流计算，详细阐述基于节点导纳矩阵逐节点更新电压的求解过程。内容涵盖母线电压与相角、线路功率流及系统损耗（标幺值）的实时计算，给出收敛判据与线路功率流公式，为电力系统分析与仿真提供实用方法。
逻辑门电路模拟器
交互式逻辑门电路模拟器，可视化AND/OR/NOT/NAND/XOR等门电路原理与真值表，通过半加器、全加器、SR触发器学习数字电路与计算机基础。，助力电子工程与计算机科学学习。
低通滤波器模拟器 — 一阶 RC 滤波器的频率响应
在线可视化由 R 与 C 决定的一阶 RC 低通滤波器的频率特性。通过波特图与电路波形实时显示截止频率、增益、相位与时间常数，掌握模拟滤波器设计的基础与时频对应关系。
磁悬浮模拟器（PID控制）
实时磁悬浮物理仿真。体验被动悬浮（永久磁铁）的不稳定性与PID控制主动稳定化。通过调节Kp、Ki、Kd增益实现稳定间隙控制，理解高速磁浮列车的工作原理和恩肖定理。
螺线管磁场模拟器 — 磁感应强度与电感
螺线管磁场模拟器 — 磁感应强度与电感围绕相邻设计条件与主要指标，用于快速读取当前条件与后续趋势。
磁滞回线模拟器
基于Jiles-Atherton模型的磁滞回线模拟器，动态绘制B-H曲线，实时计算矫顽力、剩磁与磁滞损耗。支持软铁、硬磁、铁氧体等材料预设，是分析磁化特性的专业工具。
电磁感应模拟器
电磁感应模拟器：基于法拉第定律的交互式EMF计算器。调整线圈匝数、截面积、磁通密度与频率，实时可视化B(t)与感应电动势的相位差，并计算峰值EMF、有效值及最大磁通量。直观学习电磁感应原理。
磁悬浮稳定性分析模拟器
磁悬浮稳定性分析模拟器：通过实时模拟电磁悬浮系统的PID控制，深入探索闭环阶跃响应与系统稳定性。用户可灵活调整线圈参数、气隙、质量及PID增益，直观观察系统动态行为，优化控制策略，提升对复杂电磁悬浮系统稳定性的理解与设计能力。
磁性材料特性 · B-H曲线计算器
软铁、硅钢、铁氧体、坡莫合金的B-H磁滞回线、铁芯损耗（Steinmetz公式）和磁导率μr-H曲线实时计算与可视化。支持频率（DC~1kHz）和温度（20~150°C）影响评估。
变压器设计计算工具
输入变压器一次/二次电压与额定容量，本工具实时计算匝数比、绕组电流、损耗及电压调整率。通过负载率-效率曲线，直观分析变压器性能，快速定位最优工作点，提升设计效率与能源利用率。适用于工程师进行变压器设计与优化评估。
磁流体动力学（MHD）模拟器
通过调节磁场强度B与流体电导率σ，直观探索哈特曼数Ha对流动形态的影响。本模拟演示了哈特曼流动中，随着Ha数增大，速度剖面如何从经典的抛物线型（泊肃叶流）逐步转变为均匀的塞状流。实时观察这一磁流体动力学关键现象，深入理解磁场对导电流体的制动
微波滤波器设计工具
该页面把代表性条件与振动或声学响应与频率特性联系起来，便于进入相邻工程校核。
微带传输线计算器
微带传输线计算器：实时计算特征阻抗Z0、有效介电常数εeff、导向波长及四分之一波长变换器长度。通过滑块调整参数，可视化Z0与w/h曲线，是射频与微波电路设计的必备在线工具。
微波传输线
本文介绍使用CAE软件计算微波传输线（同轴线、微带线、带状线）特征阻抗、传播常数与反射系数的方法，并指导在Smith圆图上进行可视化分析。详细推导电压驻波比(VSWR)公式，展示仿真结果，助力工程师高效设计与优化射频电路。
噪声地图制作·ISO 9613-2合规计算
噪声地图制作·ISO 9613-2合规计算比较主要假设变化时振动或声学响应与频率特性的响应。
欧姆定律与直流电路模拟器
欧姆定律与直流电路模拟器：交互式模拟串联、并联与混合电路，动态计算电流、电压、电阻与功率。通过动画电流流动与自动计算，快速学习电路原理，适合电子工程入门与CAE电磁分析。
运算放大器电路模拟器
运算放大器电路模拟器比较主要假设变化时电磁场、电路与传输条件的响应。
LC·CR振荡电路设计计算器
LC·CR振荡电路设计计算器：一款专业CAE工具，可实时计算科尔皮兹、哈特利、克拉普、维恩桥、RC移相及晶体振荡器的振荡频率。内置巴克豪森稳定性条件验证与环路增益分析功能，提供关键公式（如维恩桥f0=1/(2πRC)）与增益阈值（如A≥3）
太阳能电池I-V特性模拟器
太阳能电池I-V特性模拟器：一款功能强大的CAE工具，支持实时调节辐照度、温度、理想因子及串联/并联电阻参数。通过数值迭代求解（基于热电压），动态可视化I-V与P-V曲线，精确计算并展示最大功率点（MPP）、填充因子
压电元件计算器
压电元件计算器，支持PZT-4、PZT-5H、PVDF等材料。快速计算d33/d31压电常数、电荷灵敏度、谐振频率及机电耦合系数k33，适用于超声换能器与MEMS设计。
气动回路计算器
使用这款CAE气动回路计算器，实时计算气缸推力、空气消耗量、Cv值、管路压降及压缩机选型，专为工厂自动化与产业机械的气动系统设计优化。它精准解答关于双作用气缸推力差异等常见问题，并支持Darcy-Weisbach可压缩流近似计算，助您高效完
功率因数校正电容计算器
功率因数校正电容计算器：输入有功功率、电压等参数，一键计算所需电容值C[μF]与无功补偿量Q_C[kvar]，实时分析电流削减与年度节能效益，快速优化工业用电效率。
开关电源设计工具
开关电源设计工具：在线计算Buck、Boost、Buck-Boost变换器的电感、电容、占空比与效率，可视化电流波形与效率曲线，助力电源工程师高效完成DC-DC电路设计与仿真。
电力系统潮流计算模拟器
探索三母线电力网络动态！本CAE模拟器让您自由调节发电机出力、负荷及线路参数，实时计算母线电压、相角、潮流分布与线路损耗。通过交互式仿真，直观理解电力系统核心方程与潮流计算原理，掌握有功与无功功率传输的关键影响因素。适合电力工程教学与专业实
四分之一波长阻抗匹配模拟器 — Z_T 与带宽
四分之一波长阻抗匹配模拟器，根据源线 Z_0、负载 Z_L、基板 ε_r 和设计频率，实时计算中间线特性阻抗 Z_T=√(Z_0·Z_L)、物理长度 l=λ_g/4 与满足 |Γ|<0.1 条件的相对匹配带宽，并可视化反射系数随频率的变化。
辐射网络模拟器 — 表面热阻与空间热阻
面向传热、温差与冷却余量的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
辐射视角系数计算工具
使用辐射视角系数计算工具，实时计算平行矩形板、垂直交叉板、同轴圆盘等常见几何形状的视角系数F₁₂。支持可视化验证互易定理A₁F₁₂ = A₂F₂₁，并生成参数化分析曲线。由匿名工程师与AI协作开发，为热辐射分析提供高效精
RC/RL电路暂态响应分析工具
面向电磁场、电路与传输条件的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
反射系数模拟器 — 复数 Γ 与输入阻抗变换
反射系数模拟器根据特性阻抗与负载阻抗实时计算复数反射系数 Γ，并在复平面上可视化沿电气距离的相位旋转、VSWR 与输入阻抗变换。直观理解 Γ 在复平面上的运动轨迹。
LCR谐振电路模拟器
该页面把代表性条件与振动或声学响应与频率特性联系起来，便于进入相邻工程校核。
RLC谐振电路模拟器
交互式串联/并联RLC谐振电路分析工具。实时显示阻抗和电流的频率特性（对数坐标）、相量图、Q值和带宽。内置AM收音机调谐、音频滤波器等预设。适合电路设计与EMC学习。
PN结二极管I-V特性仿真器
面向相邻设计条件与主要指标的专题入口，适合在同一主题内选择下一项工具前使用。
短路电流计算器（对称与不对称故障）
本文介绍基于对称分量法的短路电流计算器，涵盖三相、单线接地、线间及双线接地故障分析。通过输入变压器阻抗与电缆长度进行实时计算，对比断路器开断容量，并详解戴维南等效、峰值电流及各类故障电流公式，助力电气系统安全设计与校验。
信号调制模拟器
信号调制模拟器提供AM、FM、PM三种调制方式的实时可视化模拟。用户可调整载波频率、调制指数等关键参数，即时观察波形与频谱变化，深入理解带宽占用与功率效率特性。适用于通信原理教学与工程分析，直观展示调制技术核心原理。
趋肤深度（趋肤效应）计算工具
趋肤深度计算工具，帮助工程师快速计算高频电流下的趋肤深度与导体有效电阻。输入频率、材料电导率与磁导率，一键获取精确结果，适用于电磁兼容、高频电路与电机设计分析。简化CAE仿真前处理，提升研发效率。
螺线管·线圈设计计算器
使用这款CAE螺线管线圈设计计算器，快速完成电磁设计。通过设置线圈几何参数、导线规格和铁芯材质，实时计算关键性能指标，包括电感量、中心磁场强度、直流电阻和储能。工具基于经典电磁公式，支持长螺线管近似与有限长模型的轴向磁场分布计算与可视化，适
戴维南等效电路模拟器 — 最大功率传输
戴维南等效电路与最大功率传输实时模拟。调节戴维南电压 V_th、内阻 R_th、负载电阻 R_L、配线电阻 R_w，可视化负载电流、电压、功率与效率，直观掌握最大功率传输条件。
三相功率计算器
输入线电压、线电流和功率因数，使用此三相功率计算器实时计算有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数补偿电容值。工具包含动态相量图和功率三角形可视化图表，助您直观理解三相系统功率关系与补偿方案。快速分析，优化电力效率。
变压器基础设计计算工具
提供免费的在线变压器基础设计计算工具，帮助工程师快速完成关键计算。通过输入电压、功率等参数，自动进行磁芯选型、绕组设计与损耗估算，有效提升设计效率与可靠性。无需安装，即开即用，适用于电子电力领域的教学、研发与工程验证。
变压器效率模拟器
使用变压器效率模拟器，通过调整变比、额定容量和负载率，实时计算变压器总效率。该工具可视化分解铁损与铜损，并生成经典的效率-负载钟形曲线，帮助您直观理解铁损与铜损的平衡点，从而精准确定变压器的最优负载率，为能效优化与设备选型提供关键洞见。
BJT共射极放大电路计算工具
使用此BJT共射极放大电路计算工具，实时计算并分析电路的直流工作点（VCE、IC）、电压增益和负载线。通过调整VCC、各电阻及β值，直观观察参数变化对电路性能的影响，并同步查看波特图。工具基于gm = IC / VT（VT≈26mV）等核心
BJT晶体管直流偏置设计
本文介绍BJT晶体管直流偏置设计，涵盖分压器偏置、固定偏置、射极反馈及集电极反馈电路的Q点实时计算。通过可视化直流负载线与IC-VCE特性曲线，深入分析偏置电路的工作点与稳定性。重点解析稳定系数S的计算公式及其与电阻参数的关系，帮助工程师优
传输线·反射系数·阻抗匹配计算工具
本文介绍传输线理论中反射系数Γ、VSWR、回波损耗及输入阻抗Z_in的核心概念与实时计算方法。通过公式推导，结合史密斯圆图、电压驻波图案及阻抗-线路长度关系图的可视化分析，深入阐释阻抗匹配原理，帮助工程师高效分析与设计射频及高频电路系统。
矩形波导模式计算器
矩形波导模式计算器：一款强大的CAE工具，可实时可视化矩形波导中TE与TM模式的电磁场分布。自动计算关键参数，包括截止频率、波导波长、相速度、群速度及波阻抗，并同步生成色散关系图。适用于微波工程与电磁场教学，助您直观理解波导传播特性并进行高
惠斯通电桥模拟器 — 平衡条件与灵敏度
该页面把代表性条件与传热、温差与冷却余量联系起来，便于进入相邻工程校核。
文氏电桥振荡器模拟器 — 正弦波振荡条件
文氏电桥振荡器模拟器：从电阻 R、电容 C、放大器增益 A、电源电压 V_supply 实时计算振荡频率 f₀=1/(2πRC)、反馈比 β、A·β=1 的持续振荡条件，并显示电路图与输出波形。

其他分类

结构分析 振动·动力学 流体·CFD 热分析 材料·断裂力学 V&V·数值精度 制造工艺 物理·基础 控制·信号处理 数学·数值分析

什么是电磁分析？— 从基础到实践

🙋
教授，电磁分析听起来很深奥，它到底是什么？和物理课上的电磁场是一回事吗？
🎓
问得好！简单来说，电磁分析就是利用计算机软件（CAE工具）来仿真和计算电磁场的行为。它把麦克斯韦方程组这些复杂的物理定律，变成了电脑可以计算的模型。比如，你想知道一个新设计的手机天线信号好不好，不用真的造出来，在电脑里建个模，通过仿真分析就能预测它的辐射方向、信号强度，这就是电磁分析的核心价值。
🙋
原来如此！那除了设计天线，电磁分析在实际工业中还有哪些应用呢？
🎓
应用非常广泛！在汽车行业，工程师用它分析电动汽车的无线充电效率、电机内部的电磁场，以及整车电缆的电磁兼容性，防止不同电路互相干扰。在消费电子领域，从5G手机、Wi-Fi路由器到智能手表，其内部紧凑的电路板和天线布局都需要精细的电磁仿真来确保性能。甚至在医疗领域，核磁共振成像设备的线圈设计，也离不开高精度的电磁场分析。
🙋
听起来很强大！如果想学习并使用这些工具，应该从哪里开始？
🎓
首先，巩固电磁场理论的基础知识是关键。然后，可以从业界主流的CAE仿真软件入手，比如ANSYS HFSS（专门用于高频电磁场）、CST Studio Suite、或开源的FEKO。学习路径通常是：1）熟悉软件界面和建模流程；2）从一个简单案例开始，如仿真一个偶极子天线；3）理解网格划分、边界条件设置和求解器选择；4）学会分析仿真结果，如S参数、场分布图。多动手实践项目是掌握电磁分析最快的方法。

电磁分析的主要领域

电磁分析作为CAE（计算机辅助工程）的核心分支之一，涵盖了对静态、时变电磁场进行数值计算和仿真预测的众多领域。它通过求解麦克斯韦方程组，在虚拟环境中复现真实的电磁物理现象，从而在产品制造前就完成性能评估与优化，极大地降低了研发成本和周期。这一分析过程通常涉及复杂的几何建模、材料属性定义、网格划分、求解器计算以及后处理可视化。

从应用频率和问题类型来看，电磁分析主要可分为几个关键领域。首先是高频电磁分析，主要关注波长与器件尺寸相当的场景，典型应用包括天线设计与仿真（如基站天线、卫星通信天线）、射频/微波元器件（滤波器、耦合器）、以及高速集成电路的信号完整性与电源完整性分析。ANSYS HFSS和CST Studio Suite是该领域的行业标杆软件，它们能精确计算天线的辐射方向图、增益、驻波比等关键指标。

其次是低频电磁分析，主要处理波长远大于器件尺寸的问题，集中在电力电子和机电设备领域。例如，对变压器、电动机、发电机、电磁铁和感应加热器中的磁场进行仿真。这类分析常用于计算电感、磁力、扭矩、涡流损耗和铁损。软件如ANSYS Maxwell和JMAG被广泛使用，帮助工程师优化电机效率，减少能源损耗。

第三个重要领域是电磁兼容与电磁干扰分析。随着电子设备密度激增，确保设备自身稳定工作且不干扰其他设备至关重要。EMC/EMI分析仿真设备在复杂电磁环境中的表现，预测潜在的辐射发射和抗扰度问题。例如，分析汽车内部众多ECU（电子控制单元）之间的干扰，或评估消费电子产品能否通过FCC、CE等认证标准。这需要全系统的电磁仿真能力。

此外，静电与静磁分析作为静态场分析，用于计算由静止电荷或恒定电流产生的场，应用于传感器、电容式触摸屏、磁屏蔽设计等。而光电与半导体分析则扩展到了光波频段，用于设计光子晶体、光波导、LED和激光器等。

电磁分析的行业应用正随着技术革新不断拓展。在5G/6G通信、自动驾驶（雷达传感器仿真）、物联网设备、航空航天（飞机隐身设计与天线布局）和新能源（电动汽车驱动系统与无线充电）等前沿领域，高精度、多物理场耦合的电磁仿真已成为不可或缺的研发工具。掌握电磁分析，意味着能够驾驭这些尖端产品的核心物理原理，是连接创新设计与可靠产品之间的关键桥梁。

常见问题（FAQ）

Q: 电磁场仿真分析中，时域求解器和频域求解器有什么区别，该如何选择？

A: 这是电磁CAE仿真中的一个核心选择。频域求解器（如FEM有限元法）直接在频率点求解，擅长分析窄带、谐振结构（如滤波器、天线），能高效得到S参数和特定频率的场分布。时域求解器（如FDTD时域有限差分法）通过计算场随时间的变化来获得宽频带响应，特别适合分析瞬态现象（如脉冲传播、信号完整性）、宽带器件和复杂辐射问题。选择依据取决于你的设计目标：如果需要宽频带特性或分析瞬态响应，时域法更优；如果只关心少数离散频率点的精确响应，频域法通常更快更准。许多现代仿真软件（如CST）支持两种方法并可协同工作。

Q: 对于天线设计这类电磁分析，仿真结果与实测数据通常有多大误差？如何提高仿真精度？

A: 在建模准确的前提下，现代高频电磁仿真软件（如HFSS）对天线S参数（如回波损耗）的仿真精度可以非常高，与实测误差通常在1-2dB以内，方向图主瓣吻合度也很好。误差主要来源于：1）模型简化过度（忽略连接器、安装环境）；2）材料属性设置不准确（介电常数、损耗角正切）；3）网格划分不够精细，尤其在场变化剧烈的区域。提高精度的关键步骤包括：尽可能使用真实三维模型；从供应商获取准确的材料数据；进行网格收敛性分析，确保结果不随网格加密而显著变化；以及合理设置辐射边界条件或使用吸收边界条件来模拟无限大空间。

Q: 电路设计与电磁场仿真有什么关系？什么时候需要进行全波电磁分析？

A: 传统电路设计基于集总参数假设，认为元件尺寸远小于波长，用SPICE类工具即可。但当工作频率进入射频、微波或高速数字领域（如GHz以上），导线和PCB走线会表现出显著的分布参数效应（寄生电容、电感）、辐射和耦合，这时就必须引入全波电磁分析。具体来说，当你设计天线、射频前端模块、高速串行链路、或遇到严重的信号完整性问题（如串扰、反射）时，就需要进行全波电磁仿真。它能精确提取结构的S参数模型，生成可用于电路仿真的网络模型，实现从“场”到“路”的协同设计与验证。

Q: 学习电磁分析CAE对职业发展有什么帮助？哪些行业需求最大？

A: 掌握电磁分析仿真技能是进入高端研发领域的“硬通货”，能显著提升职业竞争力。它表明你不仅懂理论，还能解决复杂的实际工程问题。需求最大的行业包括：1）通信行业（5G/6G设备、基站天线、手机射频）；2）汽车电子与新能源汽车（自动驾驶雷达、车载信息娱乐系统、电机驱动、EMC）；3）航空航天与国防（雷达系统、隐身技术、卫星通信）；4）消费电子（智能手机、可穿戴设备、物联网）；5）半导体与集成电路（高速封装、芯片-封装-板级协同设计）。在这些领域，电磁分析工程师是保证产品性能与可靠性的关键角色，职业前景广阔。