真空中电流为1, ⻓度为么的⻓直细导线。计算在导线外任 一点所引起的 磁感応強度。使用MATLAB中Symbolic数学工具箱的両数int ,采用直接枳介的方法得到磁感 应强度的解析表达式, 验证答案。假定线电流⻓度为10m, 使用MATL. AB,画出线电流归一化 的磁场分布。
时间: 2024-03-30 07:35:24 浏览: 271
根据之前的公式:
B = (μ0 / 4π) * I * cosα * ln(L / r)
其中,μ0是真空中的磁导率,值为4π × 10^-7 H/m;I是电流强度,单位为安培;α为小电流元和导线方向的夹角,对于长直细导线,α=0;L是导线的长度,10m;r是距离导线的距离,单位为米。
因此,磁感应强度可以简化为:
B = (μ0 / 4π) * I * ln(L / r)
使用MATLAB中Symbolic数学工具箱中的int函数,可以对上式进行积分,得到磁感应强度的解析表达式:
syms r
B = (mu0 / (4 * pi)) * I * int(log(L / r), r, 0, L)
其中,mu0和I分别代表真空中的磁导率和电流强度,可以根据题目中的条件进行替换,L为导线长度。
将mu0、I和L的值代入公式,可以得到磁感应强度为:
B = 2 * pi * 10^-7 / r
接下来,使用MATLAB绘制出线电流归一化的磁场分布。假设距离导线的最大距离为d,则可以在MATLAB中定义一个距离向量r,从0到d,步长为0.1,然后计算每个距离处的磁场强度,进行归一化,最后绘制出磁场分布图,代码如下:
% 定义参数
mu0 = 4 * pi * 10^-7; % 真空中的磁导率
I = 1; % 电流强度
L = 10; % 导线长度
d = 2; % 距离导线的最大距离
% 计算距离和磁场强度
r = 0:0.1:d;
B = 2 * pi * 10^-7 ./ r;
% 归一化
B_norm = B / max(B);
% 绘图
plot(r, B_norm);
xlabel('Distance from wire (m)');
ylabel('Normalized magnetic field strength');
title('Magnetic field distribution of a straight wire');
运行代码,即可得到线电流归一化的磁场分布图。
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