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matlab实验报告

02月09日 编辑 fanwen51.com

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clc; clear; %对空心球体的空间电位的仿真 %首先绘制两个球面,作为空心球体的模型 %假设内半径a=5m,外半径b=10m %绘制内球面 a=5;b=10; x=-5:0.5:5; y=-5:0.5:5; [X1,Y1]=meshgrid(x,y); Z11=sqrt(a^2-X1.^2-Y1.^2); index=find(X1.^2+Y1.^2>a^2); Z11(index)=NaN; plot3(X1,Y1,Z11,'LineStyle','.','Color','g'); hold on; Z12=-sqrt(a^2-X1.^2-Y1.^2); index=find(X1.^2+Y1.^2>a^2); Z12(index)=NaN; plot3(X1,Y1,Z12,'LineStyle','.','Color','g'); hold on; %绘制外球面 x=-10:1:10; y=-10:1:10; [X2,Y2]=meshgrid(x,y); Z21=sqrt(b^2-X2.^2-Y2.^2); index=find(X2.^2+Y2.^2>b^2); Z21(index)=NaN; plot3(X2,Y2,Z21,'LineStyle','.','Color','r'); hold on; index=find(X2.^2+Y2.^2>b^2); Z22=-sqrt(b^2-X2.^2-Y2.^2); Z22(index)=NaN; plot3(X2,Y2,Z22,'LineStyle','.','Color','r'); %求解空间各点的电位,并在空间求导描述 %并且要区分内外空间的数值差异 %r=sqrt(x^2+y^2+z^2); %在内半径a范围内,空间电位phi=Q/(pi*e_0)*(1/r+1/b-1/a); %在内半径b之外,空间电位phi=Q/(pi*e_0)*(1/r); %其中,e0为介电常数 %假设Q=10-10库仑(C); Q=10-10; phia=[]; e_0=8.85*1e-12; r_inita=1; r_tempa=r_inita; r_intervala=0.1; r_interval_consta=r_intervala; %做内半径a范围内的空间电场分布图,并保存各点的电位数据于phia中 %设定半径步长为1,确保图像清晰,易分辨 while(r_tempar_tempa^2); Z(index)=NaN; Z1(index)=NaN; phi_temp1a=Q/(pi*e_0).*(1./(X.^2+Y.^2+Z.^2)+1/b-1/a); phi_temp2a=Q/(pi*e_0).*(1./(X.^2+Y.^2+Z1.^2)+1/b-1/a); phi_tempa=cat(1,phi_temp1a,phi_temp2a); if(r_tempa==1) phia=phi_tempa; else phia=cat(3,phia,phi_tempa); end [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z); quiver3(X,Y,Z,-U,-V,-W,0.2,'k'); [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z1); quiver3(X,Y,Z1,-U,-V,-W,0.2,'k'); hold on; r_tempa=r_tempa+1; r_intervala=r_intervala+r_interval_consta; end %做外半径b范围之外的空间电场分布图,并保存各点的电位数据于phib中 %同样设定半径步长为1,范围为10~12 phib=[]; r_initb=10; r_tempb=r_initb; r_intervalb=1; r_interval_constb=0.1; while(r_tempbr_tempb^2); Z(index)=NaN; Z1(index)=NaN; phi_temp1b=Q/(pi*e_0).*(1./(X.^2+Y.^2+Z.^2)); phi_temp2b=Q/(pi*e_0).*(1./(X.^2+Y.^2+Z1.^2)); phi_tempb=cat(1,phi_temp1b,phi_temp2b); if(r_tempb==10) phib=phi_tempb; else phib=cat(3,phib,phi_tempb); end [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z); quiver3(X,Y,Z,-U,-V,-W,0.2,'k'); [U,V,W] = surfnorm(X,Y,Z1); quiver3(X,Y,Z1,-U,-V,-W,0.2,'k'); hold on; r_tempb=r_tempb+1; r_intervalb=r_intervalb+r_interval_constb; end grid on; axis equal; 这个程序由于绘图的点比较多,所以运行起来会比较慢,在图像上显示空间的电场分布,所有的电位数据存储在phia,phib中

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