带电长圆柱体的电位和电力线图像代码
时间: 2024-05-03 20:19:09 浏览: 7
以下是带电长圆柱体的电位和电力线图像的代码示例:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义带电长圆柱体的电位函数
def electric_potential(r, z, l, q):
k = 9e9
return k * q / np.sqrt(r**2 + (z - l/2)**2)
# 定义带电长圆柱体的电力线函数
def electric_field(r, z, l, q):
k = 9e9
r_unit = r / np.sqrt(r**2 + (z - l/2)**2)
z_unit = (z - l/2) / np.sqrt(r**2 + (z - l/2)**2)
return k * q / (2 * np.pi * (r**2 + (z - l/2)**2)) * np.array([r_unit, z_unit])
# 定义坐标系范围
R = 0.1
Z = 0.6
# 定义计算点的数量
n = 50
# 定义带电长圆柱体的参数
l = 0.5
q = 1e-6
# 计算电位和电力线
r_vals = np.linspace(0, R, n)
z_vals = np.linspace(0, Z, n)
R, Z = np.meshgrid(r_vals, z_vals)
phi = electric_potential(R, Z, l, q)
E_r, E_z = electric_field(R, Z, l, q)
# 绘制电位图像
plt.figure(figsize=(8,6))
plt.contourf(R, Z, phi, cmap='coolwarm')
plt.colorbar()
plt.xlabel('r (m)')
plt.ylabel('z (m)')
plt.title('Electric Potential of Charged Cylinder')
plt.show()
# 绘制电力线图像
plt.figure(figsize=(8,6))
plt.streamplot(R, Z, E_r, E_z)
plt.xlabel('r (m)')
plt.ylabel('z (m)')
plt.title('Electric Field of Charged Cylinder')
plt.show()
```
这段代码会生成带电长圆柱体的电位和电力线图像,其中电位图像使用等值线绘制,电力线图像使用流线绘制。可以根据需要调整坐标系范围、计算点数量和带电长圆柱体的参数来获得不同的图像效果。