一对单个点电荷电场分布matlab模拟代码

在MATLAB中，我们可以使用PDE Toolbox来模拟两个单个点电荷之间的电场分布。这里有一个简单的示例，假设我们要模拟两个等量异号电荷的情况。请注意，这只是一个基础版本，实际应用中可能需要考虑更精确的物理常数和边界条件。

% 定义常量
charge1 = -1; % 第一个电荷，单位库仑 (C)
charge2 = 1;   % 第二个电荷，同样单位
distance = 5;  % 两点间的距离，单位米 (m)
epsilon_0 = 8.854 * 1e-12; % 真空介电常数

% 创建网格
[x, y] = meshgrid(-10:.1:10); % x 和 y 方向的网格范围
z = zeros(size(x));           % 初始化 z 方向为零

% 计算每个网格点的电势
potential = (charge1 ./ distance^2) * exp(-abs(x).^2 - abs(y).^2 / (2*distance^2)) ...
            + (charge2 ./ distance^2) * exp(-(x-distance).^2 - (y).^2 / (2*distance^2));

% 计算电场强度 E = -grad(potential)
Ex = gradient(potential, 1);
Ey = gradient(potential, 2);
Ez = zeros(size(Ex)); % 因为我们只考虑平面内的电场

% 绘制电场分布
figure;
quiver3(x, y, z, Ex, Ey, Ez, 'k', 'LineWidth', 1);
surf(x, y, potential, 'EdgeColor', 'none');
xlabel('X'), ylabel('Y'), zlabel('Potential [V]');
title('Electric Field Distribution due to Two Point Charges');

% 相关问题--
% 1. 这段代码能处理多个电荷吗？
% 2. 如何调整这个例子以模拟三维空间中的电场？
% 3. 如何改进模型以考虑非真空介质的影响？