给出绘制合成磁场矢量图的matlab代码

时间: 2023-10-10 09:10:13 浏览: 44
根据电场和磁场的关系,我们可以根据前面计算的电场分布推导出磁场分布。磁场分布可以使用安培环路定理计算得到: $$\nabla\times\vec{H}=\vec{J}+\frac{\partial\vec{D}}{\partial t}$$ 在理想导体中,$\vec{J}=0$,因此: $$\nabla\times\vec{H}=\frac{\partial\vec{D}}{\partial t}$$ 将磁场定义为 $\vec{H}=\frac{1}{\mu}\vec{B}$,并假设导体内部的磁场为 0,则有: $$\nabla\times\vec{B}=\mu\vec{J}+\mu\epsilon\frac{\partial\vec{E}}{\partial t}$$ 在理想导体中,$\vec{J}=0$,因此: $$\nabla\times\vec{B}=\mu\epsilon\frac{\partial\vec{E}}{\partial t}$$ 根据波动方程,有: $$\nabla^2\vec{E}=\mu\epsilon\frac{\partial^2\vec{E}}{\partial t^2}$$ 同样地,假设导体内部的磁场为 0,则有: $$\nabla^2\vec{B}=\mu\epsilon\frac{\partial^2\vec{B}}{\partial t^2}$$ 因此,我们可以先计算出电场分布,然后根据上述关系计算出磁场分布。 具体的计算过程如下: 1. 计算电场分布 根据上面的计算过程,我们已经可以计算出电场分布。将计算电场分布的代码复制到这里。 2. 计算磁场分布 根据上面的推导,我们可以计算出磁场分布的表达式: $$\vec{B}=\frac{1}{\mu}\nabla\times\vec{H}$$ 因为垂直极化波只有一个方向分量,所以我们可以将磁场看作只在 yoz 平面内传播。磁场的 $y$ 分量为 0,因为电场只在 x 方向传播。因此,磁场只有 $z$ 分量和 $x$ 分量,可以分别计算。 根据磁场分布的表达式,可以得到: $$B_x=\frac{1}{\mu}\frac{\partial H_z}{\partial y}$$ $$B_z=-\frac{1}{\mu}\frac{\partial H_x}{\partial y}$$ 其中,$H_x$ 和 $H_z$ 是电场分布计算得到的值。 将上述表达式代入 MATLAB,可以得到磁场分布的图像。 绘制磁场矢量图需要使用 `quiver3` 函数,其用法如下: ```matlab quiver3(X,Y,Z,U,V,W) ``` 其中,`X`、`Y`、`Z` 是网格坐标,`U`、`V`、`W` 是矢量分量。因为磁场只有 $z$ 分量和 $x$ 分量,所以 `U`、`V`、`W` 分别对应 $B_x$、$0$、$B_z$。 绘制合成磁场矢量图的 MATLAB 代码如下: ```matlab % 物理常数 eps0 = 8.854187817e-12; % 真空介电常数 mu0 = 1.2566370614e-6; % 真空磁导率 % 材料参数 sigma = Inf; % 导体电导率 epsr = 1; % 导体相对介电常数 % 入射波参数 E0 = 1; % 电场初始振幅 theta = pi/4; % 入射角 freq = 1e9; % 频率 % 计算反射系数和透射系数 eta1 = sqrt(mu0/eps0); eta2 = eta1/sqrt(epsr); Gamma = -1; Tau = 0; % 计算传播常数和波数 lambda = 3e8/freq; k = 2*pi*freq/3e8; beta = k*sqrt(1-(sin(theta)/eta1)^2); % 计算电场分布 [X,Y,Z] = meshgrid(-1:0.01:1,0,0:0.01:1); E = exp(-1j*beta*Z).*E0.*exp(-1j*k*X); % 计算磁场分布 Hx = zeros(size(X)); Hz = -E0*beta/(mu0*k)*exp(-1j*beta*Z).*sin(k*X); Bx = 1/mu0*zeros(size(X)); Bz = -1/mu0*diff(Hx,1,2,1)./diff(Y,1,2,1) + 1/mu0*diff(Hz,1,1,2)./diff(Y,1,1,2); % 绘制合成磁场矢量图 quiver3(X,Y,Z,Bx,zeros(size(X)),Bz); title('合成磁场矢量图'); xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z'); ``` 需要注意的是,因为磁场在导体内部为 0,所以磁场只在 z>0 的一半空间中存在。如果需要绘制完整的空间磁场分布图,可以将 `Z` 的范围修改为 `-1:0.01:1`。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

用html5绘制折线图的实例代码

下面小编就为大家带来一篇用html5绘制折线图的实例代码。小编觉得挺不错的,现在分享给大家。也给大家一个参考。一起跟随小编过来看看吧
recommend-type

PYTHON绘制雷达图代码实例

主要介绍了PYTHON绘制雷达图代码实例,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
recommend-type

如何用matlab绘制电机效率map图或发动机万有特性曲线.docx

本文主要介绍matalab如何绘制电机效率MAP图或者发动机的万有特性曲线,主要介绍了matlab的绘制曲线的函数以及相关的使用例程,方便大家学习。
recommend-type

matlab栅格地图绘制

matlab栅格地图绘制,介绍了相关matlab程序,用户可根据需要学习 是太阳能光伏发电系统(Solar power system)的简称,是一种利用太阳电池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统,...
recommend-type

均匀线阵方向图Matlab程序.docx

由许多相同的单个天线(如对称天线)按一定规律排列组成的天线系统,也称天线阵。俗称天线阵的独立单元称为阵元或天线单元。如果阵元排列在一直线或一平面上,则成为直线阵列或平面阵
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

解释minorization-maximization (MM) algorithm,并给出matlab代码编写的例子

Minorization-maximization (MM) algorithm是一种常用的优化算法,用于求解非凸问题或含有约束的优化问题。该算法的基本思想是通过构造一个凸下界函数来逼近原问题,然后通过求解凸下界函数的最优解来逼近原问题的最优解。具体步骤如下: 1. 初始化参数 $\theta_0$,设 $k=0$; 2. 构造一个凸下界函数 $Q(\theta|\theta_k)$,使其满足 $Q(\theta_k|\theta_k)=f(\theta_k)$; 3. 求解 $Q(\theta|\theta_k)$ 的最优值 $\theta_{k+1}=\arg\min_\theta Q(
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。