Aqui está uma lista dos melhores softwares gratuitos de simulação eletromagnética para Windows. Esses softwares ajudam a simular ondas eletromagnéticas e seu comportamento nos arredores. Todos eles são usados principalmente para ensinar os alunos sobre vários aspectos das ondas EM por meio de simulação. Em alguns softwares de simulação, você obtém várias seções de simulação, como Ímã em barra, Bobina captadora, Eletroímã, etc. O cenário de simulação mais comum para ajudá-lo entender sobre eletromagnetismo é Bar Magnet. Na simulação de barra magnética, você obtém uma bússola junto com uma barra magnética que você pode aproximar ou afastar da bússola para mostrar o efeito do campo EM na bússola .
Esses simuladores também fornecem vários parâmetros mutáveis para entender o efeito de diferentes variáveis no resultado da simulação. Alguns parâmetros mutáveis fornecidos por esses simuladores EM são Bar Magnet Strength, Polaridade do ímã, Distância entre o ímã e a bússola, etc. Além disso, você também obtém algumas opções úteis que podem ser ativadas ou desativadas, como dentro campo magnético, medidor de campo, campo elétrico, campo estático e muito mais.
Meu software de simulação eletromagnética favorito para Windows:
Faraday’s Electromagnetic Lab é meu software favorito porque fornece várias simulações de ondas EM fáceis de entender. Cada seção de simulação deste software é baseada em uma determinada lei de Faraday que o torna um software ideal para professores e alunos.
Laboratório eletromagnético de Faraday
Faraday’s Electromagnetic Lab é um software de simulação eletromagnética baseado em Java gratuito para Windows. Este software foi criado para ajudar os alunos a aprender sobre Faradayleis eletromagnéticas usando várias simulações. Há um total de 5 diferentes seções de simulação fornecidas por este software para simular diferentes experimentos eletromagnéticos.
Vamos dar uma olhada em todas as cinco seções de simulação eletromagnética disponíveis:
- Ímã em barra: nesta seção, você obtém um Ímã em barra e uma Bússola para simular os efeitos de ondas eletromagnéticas quando o ímã em barra é aproximado ou afastado da bússola. Aqui, você também pode notar que os mesmos pólos se repelem e pólos diferentes se atraem. Um campo magnético de barra também está disponível de onde você pode aumentar ou diminuir a força do ímã de barra, inverter sua polaridade, ativar ou desativar dentro do campo magnético, etc.
- Pickup Coil: Nela, você obtém uma barra magnética e uma bobina conectada a uma lâmpada para simular a geração deeletricidade quando um ímã é movido dentro de uma bobina. Além disso, opções para variar a força do ímã, inverter sua polaridade, substituir a lâmpada por um voltímetro, etc. também estão disponíveis para simular diferentes cenários.
- Eletroímã: Esta seção é usada para simular o campo eletromagnético quando a fonte de corrente AC ou DC é usada para fornecer energia a uma bobina. A qualquer momento, você pode aumentar ou diminuir o número de bobinas e ativar ou desativar bússola, elétron e medidor de campo da Seção de eletroímãs.
- Transformador: Como o próprio nome indica, esta seção é usada para simular o transformador usando uma bobina com fontes de corrente AC ou DC e outra bobina com lâmpada ou voltímetro. Para fazer variações na simulação, você pode variar a área da bobina e ativar oudesativar o campo eletromagnético, bússola, medidor de campo, etc.
- Gerador: nesta seção, você obtém um modelo de geração de eletricidade simples mostrando que o fluxo de água gira a barra magnética que, por sua vez, altera o campo eletromagnético . A mudança no campo eletromagnético cria o fluxo na bobina próxima e gera eletricidade. Algumas variações como mudança na área do loop da bobina, número de loops, força do ímã da barra, etc. podem ser feitas.
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Ondas de rádio e campos eletromagnéticos
Ondas de rádio e campos eletromagnéticos é outro software gratuito de simulação eletromagnética baseado em Java para Windows. Este software ajuda a simular o comportamento de ondas de rádio e eletromagnéticas entre transmissor e receptor em diferentes cenários. Em um de seus cenários, você pode alterar a altura do transmissor para analisar o comportamento das ondas EM. Para alterar a altura do transmissor, ele fornece uma seção de movimento do transmissor que oferece opções para alterar a altura do transmissor manualmente ou automaticamente (oscilar). No caso da opção automática (oscilar), você também pode variar a frequência de oscilação do transmissor e a amplitude das ondas simuladas. Neste software, vocêVocê obtém mais três seções importantes: Field Display Type, Field Sense e Field Displayed, que permitem simular diferentes campos e ondas.
Vamos dar uma breve olhada nas três seções e no que elas oferecem:
- Tipo de exibição de campo: Usando esta seção, você pode simular ondas de rádio, adicionar vetor com ondas de rádio, ver campo completo simulação de ondas com mudança de polaridade ou desabilitar completamente a simulação de ondas.
- Field Sense: esta seção ajuda você a simular a força no elétron ou no campo elétrico em relação às ondas.
- Campo exibido: É usado para simular o Campo irradiado e o Campo estático da antena transmissora.
No geral, é um software muito bom para simular vários aspectos das ondas eletromagnéticas.
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Ímã e bússola
Magnet and Compass é o próximo software gratuito de simulação eletromagnética para Windows. É um dos softwares de simulação mais simples em que você pode simular os efeitos do campo eletromagnético em sua área circundante. Nele, você obtém uma barra magnética, uma bússola e indicador de campo para simular diferentes cenários. O cenário mais óbvio é mover o imã towards ou longe da bússola para observar o movimento da agulha da bússola. Outra coisa que você pode fazer é alterar a polaridade do ímã para observar os efeitos de diferentes pólos na bússola. Você também pode aumentar ou diminuir a força do ímã para observar a mudança na força do campo do ímã. Uma prática simulação do campo magnético da terra também está disponível nele, para visualizar a estrutura do campo eletromagnético da terra. No geral, é um ótimo software para estudantes que desejam entender mais sobre eletromagnetismo.
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FreeEM3DS
FreeEM3DS ou Simulador 3D eletromagnético é outro software gratuito de simulação eletromagnética para Windows. É um simulador baseado em equações através do qual você pode simular campos e ondas eletromagnéticas. Nele, você também pode criar projetos para vários dispositivos elétricos e analisar seus campos EM. Para projetar um dispositivo, ele fornece várias ferramentas como Thick Strip Line, Dielectric Resonator, Piezo Materials, etc. Além disso, vários tutoriais também são fornecidos nele para ajudá-lo a projetar um dispositivo. Depois de projetar um dispositivo, você pode executar a simulação acessando seu menu Ferramentas. Toda a simulação é executada em segundo plano, portanto você não poderá visualizá-la, mas ainda poderá get todas as suas respostas a partir do resultado da simulação obtida. No resultado, você obtém vários gráficos mostrando valores de perdas, diferença de fase, atraso de grupo, VSWR, etc. de simulação.
Neste software, você também pode realizar Análise Eletromagnética e Análise de Elemento Agrupado em diferentes materiais. Além disso, algumas outras ferramentas úteis, como gráficos 2D, gráficos 3D, otimizador de parâmetros, ajuste variável etc. também disponível para ajudá-lo a visualizar e analisar campos eletromagnéticos em termos de gráficos e valores.
Nota: Este software é gratuito apenas para uso pessoal. Para usá-lo comercialmente, você precisa adquirir a versão paga deste software.