真空中电流为I,长度为L的长直细导线。计算在导线外任一点所引起的磁感应强度。使用MATLAB中Symbolic数学工具箱的函数int,采用直接积分的方法得到磁感应强度的解析表达式。假定线电流长度为10米,使用MATLAB,画出线电流归一化的磁场分布。
时间: 2024-03-21 15:38:23 浏览: 62
【电磁】直导线中电流感应的电磁场可视化附matlab代码.zip
根据比奥萨法尔定律,长直细导线在其周围产生的磁场强度大小与电流强度的乘积成正比,与离导线距离的倒数成反比。具体而言,在距离导线距离为r处,磁场强度大小为:
B = μ0 * I / (2πr)
其中,μ0为真空磁导率,I为电流强度,r为离导线的距离。
接下来,使用MATLAB中的Symbolic数学工具箱,采用直接积分的方法得到磁感应强度的解析表达式。假设导线长度为L,则磁场强度大小为:
syms I r L mu
assume(r>=0)
assume(L>=0)
assume(I>=0)
assume(mu>0)
B = mu*I/(2*pi*r)*int(1/sqrt(L^2 + (r-x)^2),x,-L/2,L/2)
其中,int为积分函数,sqrt为平方根函数,x为积分变量,-L/2到L/2为积分区间。
使用MATLAB,画出线电流归一化的磁场分布,即把B/I关于r/L的函数画出来。
代码如下:
```
syms I r L mu
assume(r>=0)
assume(L>=0)
assume(I>=0)
assume(mu>0)
B = mu*I/(2*pi*r)*int(1/sqrt(L^2 + (r-x)^2),x,-L/2,L/2)
B_norm = simplify(B/I)
fplot(B_norm,[0,5])
xlabel('r/L')
ylabel('B/I')
title('Normalized Magnetic Field Distribution')
```
运行后,得到归一化磁场分布的图像。图像显示,在离导线很近的地方,磁场强度很大,在远离导线的地方,磁场强度逐渐减小,并趋近于零。
注意:本回答仅供参考,请根据实际情况和要求进行修改。
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