Matlab-在电磁场中的应用课件.ppt

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1、预备知识一MATLAB运算1.算术运算(1)．基本算术运算MATLAB的基本算术运算有：＋(加)、－(减)、*(乘)、/(右除)、(左除)、^(乘方)。注意，运算是在矩阵意义下进行的，单个数据的算术运算只是一种特例。(2)．点运算在MATLAB中，有一种特殊的运算，因为其运算符是在有关算术运算符前面加点，所以叫点运算。点运算符有.*、./、.和.^。两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算，要求两矩阵的维参数相同。例计算分段函数的值。程序如下：x=input('请输入x的值:');if

2、x<=0y=(x+sqrt(pi))/exp(2);elsey=log(x+sqrt(1+x*x))/2;endY三几个绘图命令1.plot函数：用来绘制线形图形plot(y),当y是实向量时，以该向量元素的下标为横坐标，元素值为纵坐标画出一条连续曲线，这实际上是绘制折线图。plot(x,y),其中x和y为长度相同的向量，分别用于存储x坐标和y坐标数据。plot(x,y,s)contour函数：用来绘制等高线图形ezplot函数:对于显式函数f=f(x),在默认范围[-2π

3、x)的图形；对于隐式函数f=f(x,y)，在默认的平面区域[-2π

4、为：plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n)其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和plot函数相同。当x,y,z是同维向量时，则x,y,z对应元素构成一条三维曲线。当x,y,z是同维矩阵时，则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。一、单电荷的场分布单电荷的外部电位计算公式等位线就是连接距离电荷等距离的点，在图上表示就是一圈一圈的圆，而电力线就是由点向外辐射的线，比较简单，这里就不再赘述。theta=[0:0.

5、01:2*pi]';r=0:10;x=sin(theta)*r;y=cos(theta)*r;plot(x,y,'b')x=linspace(-5,5,100);fortheta=[-pi/40pi/4]y=x*tan(theta);holdon;plot(x,y);endgridon单电荷的等位线和电力线分布图二、点电荷电场线的图像考虑一个三点电荷系所构成的系统。如图所示，其中一个点电荷-q位于坐标原点，另一个-q位于y轴上的点，最后一个+2q位于y轴的-点，则在xoy平面内，电场强度应满足yx.

6、..-q-q+2q任意条电场线应满足方程(1)求解式（1）可得（2）这就是电场线满足的方程，常数C取不同值将得到不同的电场线。解出y=f(x)的表达式再作图是不可能的。用Matlab语言即能轻松的做到这一点，如图2所示。其语句是：symsxy%设置x，y变量；forC=0:0.1:3.0ezplot(2*(y+1)/sqrt((y+1)^2+x^2)-y/sqrt(y^2+x^2)-(y-1)/sqrt((y-1)^2+x^2)-C,[-5,5,0.1]);holdon;end其中取了a=1，C=0

7、，0.1，0.2，……，3.0三、线电荷产生的电位设电荷均匀分布在从z=-L到z=L,通过原点的线段上，其密度为q(单位C/m),求在xy平面上的电位分布。点电荷产生的电位可表示为是一个标量。其中r为电荷到测量点的距离。线电荷所产生的电位可用积分或叠加的方法来求。为此把线电荷分为N段，每段长为dL。每段上电荷为q*dL,看作集中在中点的点电荷，它产生的电位为然后对全部电荷求和即可。把xy平面分成网格，因为xy平面上的电位仅取决于离原点的垂直距离R，所以可以省略一维，只取R为自变量。把R从0到10米分

8、成Nr+1点，对每一点计算其电位。matlab程序clearall;L=input(‘线电荷长度L＝：’);N=input(‘分段数N＝：’);Nr=input(‘分段数Nr＝：’);q=input(‘电荷密度q=:’);E0=8.85e-12;C0=1/4/pi/E0;L0=linspace(-L,L,N+1);L1=L0(1:N);L2=L0(2:N+1);Lm=(L1+L2)/2;dL=2*L/N;R=linspace(0,10,Nr+1);fork=1:Nr+