matlab画两根无限长的方形柱子垂直于 xy 平面,每根柱子四个角的横纵坐标均为整数,画两根柱子均通以均匀分布的电流,且电流密度的绝对值相等。用两幅图分别画出左右两根柱 子电流都垂直纸面向外,左边垂直纸面向外且右边垂直纸面向内时的磁感线的分布

时间: 2024-05-08 15:19:48 浏览: 20
好的,我明白了你的问题。这道题需要用到Matlab中的磁场分析工具,可以通过调用Matlab的Magnetic Field Toolbox实现。绘制磁场分布图可以使用Matlab的contour函数。 步骤如下: 1. 定义两个方形柱体的坐标,每个柱体需要定义四个顶点的横纵坐标。我这里假设两根柱体分别为A和B。假设A的四个顶点坐标分别为 [-2,-2;2,-2;2,2;-2,2],B的四个顶点坐标分别为 [4,-2;8,-2;8,2;4,2]。 2. 假设两根柱体通以均匀分布的电流I,且电流密度的绝对值相等。根据电流的Biot-Savart定律和Ampere定律,可以计算出某一点(x,y,z)处的磁感应强度B。这里我们需要定义一个计算B的函数。 3. 通过调用contour函数,绘制左右两根柱子电流都垂直纸面向外时的磁感线的分布图。 4. 通过调用contour函数,绘制左边垂直纸面向外且右边垂直纸面向内时的磁感线的分布图。 Matlab代码如下: ``` % 定义两个方形柱体的坐标,每个柱体需要定义四个顶点的横纵坐标 A = [-2,-2; 2,-2; 2,2; -2,2]; % 柱子A四个定点坐标 B = [4,-2; 8,-2; 8,2; 4,2]; % 柱子B四个定点坐标 I = 1; % 定义电流 mu0 = pi*4e-7; % 磁导率 % 计算某一点(x,y,z)处的磁场强度B function B = calcB(x, y, z, I, mu0, vertices) B = [0,0,0]; for i = 1:size(vertices, 1) vertex1 = vertices(i, :); vertex2 = vertices(mod(i, size(vertices, 1)) + 1, :); r = [x,y,z] - (vertex1 + vertex2)/2; dl = [0,0,0.1]; dl = cross(vertex2 - vertex1, dl); B = B + (mu0/(4*pi)) * I * cross(dl, r) / norm(r)^3; end end % 绘制左右两根柱子电流都垂直纸面向外时的磁感线的分布图 [X,Y] = meshgrid(-6:0.5:10, -6:0.5:6); Z1 = zeros(size(X)); Z2 = zeros(size(X)); for i = 1:size(X,1) for j = 1:size(X,2) P = [X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j)]; B1 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j), I, mu0, A); B2 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j), I, mu0, B); B = B1 + B2; Z1(i,j) = Z1(i,j) + B(3); end end for i = 1:size(X,1) for j = 1:size(X,2) P = [X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j)]; B1 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j), I, mu0, A); B2 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j), -I, mu0, B); B = B1 + B2; Z2(i,j) = Z2(i,j) + B(3); end end figure; contour(X,Y,Z1,20,'k'); xlabel('x'); ylabel('y'); title('两根柱子电流都垂直纸面向外时的磁感线的分布图'); % 绘制左边垂直纸面向外且右边垂直纸面向内时的磁感线的分布图 Z1 = zeros(size(X)); Z2 = zeros(size(X)); for i = 1:size(X,1) for j = 1:size(X,2) P = [X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j)]; B1 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j), I, mu0, A); B2 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z1(i,j), -I, mu0, B); B = B1 + B2; Z1(i,j) = Z1(i,j) + B(3); end end for i = 1:size(X,1) for j = 1:size(X,2) P = [X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j)]; B1 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j), I, mu0, A); B2 = calcB(X(i,j), Y(i,j), Z2(i,j), I, mu0, B); B = B1 + B2; Z2(i,j) = Z2(i,j) + B(3); end end figure; contour(X,Y,Z1,20,'k'); xlabel('x'); ylabel('y'); title('左边垂直纸面向外且右边垂直纸面向内时的磁感线的分布图'); ``` 其中第一幅图为“两根柱子电流都垂直纸面向外时的磁感线的分布图”,第二幅图为“左边垂直纸面向外且右边垂直纸面向内时的磁感线的分布图”。 注意,由于磁场计算用到了迭代,这里步长设为了0.1,因此精度取决于步长大小,可以根据需要进行调整。

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