MATLAB电磁场与电磁波应用Word格式文档下载.docx

1、电信14-2 设 计 题 目1、电磁场与电磁波例题2-1、2-3、2-4、2-6、2-7、2-8、2-9、2-14、2-15、2-17；3-1、3-4、3-8、3-9、3-11（举例计算并画出有效的二维图像和三维空间投影）。 2、举例计算：设计具体的环境，查找有效的数据参数，实现理论公式向数据、图像展示的转变。 3、要求上交完成的任务文件和依照模板完成任务报告（独立完成）。技 术 参 数1电磁场与电磁波 2 MATLAB仿真及电子信息应用 设 计 要 求 1、 独立完成仿真内容以及任务报告； 2、 利用MATLAB仿真电磁场的相关理论； 工 作 量 5个工作日左右 每个工作日1到3小时 工 作

2、 计 划 五个工作日完成 参 考 资 料1. MATLAB仿真与应用 2. 电磁场与电磁波 3. 高等数学 指导教师签字 基层教学单位主任签字 42016年月14 日 2 哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文 第1章 静电场 . 2 1.1 电场强度 . 2 1.1.1 一个半径为a的均匀带电圆环，求轴线上的电场强度。. 2 1.2 高斯定理 . 3 1.2.1 已知半径为a的球内外的电场强度，求电荷分布。 . 3 1.3 静电场的旋度与电位 . 4 1.3.1 平面上半径为a圆心在坐标原点的带电圆盘，面密度为ps，求z轴上的电位。 . 4 1.3.2 若半径为a的导体球面的电位为Uo，球外无

3、电荷，求空间点位。 . 5 1.4 电介质中的场方程 . 7 1.4.1 一个半径为a的均匀极化介质球，极化强度是Po，求极化电荷分布及介质球的电偶极矩。 . 7 1.4.2 一个半径为a的导体球，带电量为Q，在导体球外套有外半径为b的同心介质球，壳外是空气。求空间任意一点的，以及束缚电荷密度。 . 8 1.5 静电场的边界条件 . 10 1.5.1 同心球电容器的内导体半径为a，外导体半径为b，其间填充介质，求电位移矢量和电场强度。 . 10 1.6 能量密度 . 11 1.6.1 若一同轴线内导体的半径为a，外导体的半径为b，之间填充介质，求电位长度的电场能量。 . 11 1.7 电场力

4、. 13 1.7.1 若平板电容器极板面积为A，间距为x，电极之间的电压为U，求极板间的作用力。 . 13 1.7.2 空气中有一个半径为a的导体球均匀带电，电荷总量为Q，求导体球面上的电荷单位面积受到的电场力。 . 14 第2章 恒定电流的电场和磁场 . 16 2.1 恒定电流场 . 16 2.1.1 设同轴线的内导体半径为a，外导体的内半径为b，内外导体间填充电导率为d的导电媒质，求同轴线单位长度的漏电导。 . 16 2.1.2 求一条形状均匀，但电导率非均匀的导线的电阻。设导线的横截面为A，长度为L,电导率沿长度方向的分布为d. . 16 syms x; . 16 d0=6.4*10-8

5、 . 16 r=2;L=10; . 16 A=pi*r2;R=int（1/（A*d0*（1+（x2/L2）,x,0,L） . 16 2.2 磁感应强度 . 16 2.2.1 求载流的圆形导线回路在圆心处的磁感应强度。 . 16 2.3 恒定磁场 . 18 2.3.1 半径为a的无限长直导线，载有电流I,计算导体内外的磁感应强度。 . 18 2.4 矢量磁位 . 19 1 第1章 静电场 1.1 电场强度 解答过程： a=5; p=500; e0=8.854*10-12; E= （a*p）/ （2*e0）.*（z. / （a2*+z. 2）. 1.5）Plot （z, E） 2 1.2 高斯定理

6、 a=10;e0=8.854*10-12;E=2; r1=0:1:a; p1=e0*E*15*（a2-r2.2）/2*a2; r2=a:20; p2=0*r2plot（r1,p1,r2,p2） 3 1.3 静电场的旋度与电位 e0=8.854*10-12;a=10;p=40;4 z=-50:50; q=（p/（2*e0）*（a2+z.2）.0.5-abs（z）;plot（z,q） U=10; r=0: p=（a*U）./r;5 plot（r,p） 6 1.4 电介质中的场方程 1.4.1 一个半径为a的均匀极化介质球，极化强度是Po，求极化电荷分布及介质球的电偶极矩。 r1=0:0.1:5 P

7、0=1; rowp=0*r1; theta=0:2*pi; rowsp=P0*cos（theta）; plot（r1,rowp） onhold plot （theta,rowsp） p=4*pi*a3*P0/3 Q=50;b=10; r1=5:0.5:10; D1=Q./（4*pi*r1.2）; E1=D1/e0; P1=D1-e0*E1; r2=10:15; D2=Q./（4*pi*r1.2）; E2=D2/e0; P2=D2-e0*E2; subplot（2,3,1） plot（r1,D1） ）;）;ylabel（Dxlabel（arb subplot（2,3,2） plot（r1,E1）

8、 ）;Eylabel（ subplot（2,3,3） plot（r1,P1） ）;Pylabel（xlabel（ subplot（2,3,4） plot（r2,D2） ）;br subplot（2,3,5） plot（r2,E2） ）;xlabel（ subplot（2,3,6） plot（r2,P2）xlabel（8 9 1.5 静电场的边界条件 1.5.1 同心球电容器的内导体半径为a，外导体半径为b，其间填充介质，求电位移矢量和电场强度。e1=8.845*10-12;e2=6.654*10-12;q=50; r=a:b; D1=（e1*q）./（2*pi*（e1+e2）*r.2）; D2

9、=（e2*q）./（2*pi*（e1+e2）*r.2）; plot（r,D1,r,D2） ）D2legend（D1,） ）;xlabel（ 10 1.6 能量密度 e=8.854*10-12; E=U./（r*log10（b/a） W=pi*e*U2/log10（b/a） plot（r,E） 11 12 1.7 电场力 A=50;U=20;x=1:F=-（U2*A）./（2*x.2） plot（x,F） 13 Q=4*106;a=（1:10）;f=Q2./32*pi2*e0*a.4 plot（a,f） 14 15 第2章 恒定电流的电场和磁场 2.1 恒定电流场 a=5;d=6.854*10-

10、10;G=2*pi*d/log10（b/a） 设导线的横截面为A，长度为L,电导率沿长度方向的分布为d. d0=6.4*10-8 R=int（1/（A*d0*（1+（x2/L2）,x,0,L） 2.2 磁感应强度 u0=5,I=4;a=1:10 B=u0*I./（2.*a） plot（a,B） 16 17 2.3 恒定磁场 a=5,I=10;u0=6.4*10-8;r1=0:0.01:5;B1=（u0*I.*r1）./（2*pi*a2）;r2=5:B2=（u0*I）./（2*pi*r2）;plot（r1,B1,r2,B2） 18 2.4 矢量磁位 2.4.1用磁矢位重新计算载流直导线的磁场。

11、u0=8*pi*10-6;I=10; r1=0:a;r2=a:10; B1=（u0*I.*r1）./（2*pi*a2）; B2=（u0*I）./（2*pi.*r2）; plot（r1,B1,r2,B2） 19 总结：学习了MATLAB这门课程，我了解该软件的基本功能，也知道了该软件在我们生活中的重 要地位。随着社会的不断发展，科技的不断进步，计算机的普及，它也被应用在越来越多 的方面。 MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分 相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，MATLAB 的最突出的特点就是简洁。 MATLAB的功能是非常强大的，MATLAB不仅有强大的运算功能，它还有强大的绘图功能， 我对它的了解也仅仅就是一点点，或许说还没有入门。虽学习MATLAB的时间虽然很短，但 却让我了解到了它的强大和它的功能。我想就算时间足够，老师也不能把所有的都讲解给我 们，因为一个软件的功能需要我们自己不断的去摸索。老师只是个指路的明灯，最终的学习 还是要靠自己。所以要自己花时间去摸索，不懂的可以请教同学或者老师加深印象。20 哈理工大学课程作业评审意见表 师评语：教指导 成绩： ：指导教师 日 月 年