Matlab实现电磁场数值计算.ppt

Matlab在电磁场中的几个应用;Matlab实现电磁场数值计算

均匀带电线段的电场

均匀带电半圆环圆心的电场

Matlab直观描述复杂的物理现象

均匀带电线段的电场和电势分布

电偶极子的电场和电势分布;有限差分法;计算电磁场问题的方法

数值法

解析法;数值法与解析法比较，在许多方面具有独特的优点。

①普适性强，用户拥有的弹性大。一个特定问题的边界条件、电气结构、激励等特性可以不编入基本程序，而由用户输入，更好的情况是通过图形界面输入。

②用户不必具备高度专业化的电磁场理论、数学及数值技术方面的知识就能用提供的程序解决实际问题。;电磁场分布型问题的数值积分法

梯形法;7;dz;数值法：;参数取值：

棒长L=10,棒的总电荷Q=1,N=100

距离ρ数值解E精确解E1

11765048479.3281765045216.2437

5254561623.1613254558441.2272

10189619

2067792533

309863952.20789863939.2383

405581567.2845581563.0565

503582135.64053582133.8848

100898877.2168898877.105

60024999.132124999.132

10008999.88758999.8875;NMAX=1000;

Q=1;

L=10;

p=Q/L;

aa=[1,5,10,20,30,40,50,100,600,1000,0];

eplot1=aa

eplot2=aa

E0=(1/36/pi)*1e-9;

disp()

disp(参数取值：)

disp([‘,棒长L=,num2str(L),,,棒的总电荷Q=,num2str(Q),,,N=,num2str(NMAX)])

disp()

disp([‘,距离a,,数值解E,,精确解E1]);

i=1;

while(1);

a=aa(i);

ifa=0break;end

dz=L/NMAX;

E=0;

forn=1:NMAX

temp=sqrt(a*a+((n-0.5)*dz-L/2)^2);

E=E+dz/temp^3;

end

E=p*a/(4*pi*E0)*E;

eplot1(i)=log(E)

E1=p*L/(2*pi*E0*a*sqrt(4*a*a+L*L));

eplot2(i)=log(E1)

disp([,num2str(a),,num2str(E),,num2str(E1)]);

i=i+1;

end

clf

plot(aa(1:10),eplot1(1:10),r-,aa(1:10),eplot2(1:10),b.,MarkerSize,20,LineWidth,2)

legend(数值解,解析解,Location,Best)

xlabel(距离\rho)

ylabel(log(E));均匀带电半圆环环心的电场??(上机作业)

已知均匀带电半圆环，带电量为q，求环心O点的电场强度。具体要求：

（1）用Matlab编写分别计算解析解和数值解程序，对比分析数值解和解析解。

（2）做二维图显示这些比较结果。;参数取值：

圆环半径R=10,总电荷Q=1

N数值解E精确解E1

1099355131

2079435131

3082795131

4037855131

5037645131

10077545131

5007615131

10000755131

500045565131