电磁分析matlab,MATLAB电磁场与电磁波应用分析.doc

MATLAB电磁场与电磁波应用分析

哈 尔 滨 理 工 大 学

课 程 说 明 书

题目：)

电子信息工程

学院(系)：

年级专业：

学 号：

学生姓名： 黄百科

授课教师： 教师职称：

哈理工大学课程(论文)任务书

院(系)： 基层教学单位： 工程

学 号学生姓名黄百科专业(班级)设

计

题

目完成)技

术

参

数1

2 MATLAB仿真及电子信息应用 设

计

要

求工

作

量个工作日左右

每个工作日到小时工

作

计

划

五个工作日完成参

考

资

料《》

. 《》指导教师签字基层教学单位主任签字年月 日目 录

第1章 静电场2

1.1 电场强度2

1.1.1 一个半径为a的均匀带电圆环，求轴线上的电场强度。2

1.2 高斯定理3

1.2.1 已知半径为a的球内外的电场强度，求电荷分布。3

1.3 静电场的旋度与电位4

1.3.1 平面上半径为a圆心在坐标原点的带电圆盘，面密度为ps，求z轴上的电位。4

1.3.2 若半径为a的导体球面的电位为Uo，球外无电荷，求空间点位。5

1.4 电介质中的场方程7

1.4.1 一个半径为a的均匀极化介质球，极化强度是Po，求极化电荷分布及介质球的电偶极矩。7

1.4.2 一个半径为a的导体球，带电量为Q，在导体球外套有外半径为b的同心介质球，壳外是空气。求空间任意一点的Ｄ，Ｅ，Ｐ，以及束缚电荷密度。8

1.5 静电场的边界条件10

1.5.1 同心球电容器的内导体半径为a，外导体半径为b，其间填充介质，求电位移矢量和电场强度。10

1.6 能量密度11

1.6.1 若一同轴线内导体的半径为a，外导体的半径为b，之间填充介质，求电位长度的电场能量。11

1.7 电场力13

1.7.1 若平板电容器极板面积为A，间距为x，电极之间的电压为U，求极板间的作用力。13

1.7.2 空气中有一个半径为a的导体球均匀带电，电荷总量为Q，求导体球面上的电荷单位面积受到的电场力。14

第2章 恒定电流的电场和磁场16

2.1 恒定电流场16

2.1.1 设同轴线的内导体半径为a，外导体的内半径为b，内外导体间填充电导率为d的导电媒质，求同轴线单位长度的漏电导。16

2.1.2 求一条形状均匀，但电导率非均匀的导线的电阻。设导线的横截面为A，长度为L,电导率沿长度方向的分布为d.16

syms x;16

d0=6.4*10^-816

r=2;L=10;16

A=pi*r^2;16

R=int(1/(A*d0*(1+(x^2/L^2))),x,0,L)16

2.2 磁感应强度16

2.2.1 求载流的圆形导线回路在圆心处的磁感应强度。16

2.3 恒定磁场18

2.3.1 半径为a的无限长直导线，载有电流I,计算导体内外的磁感应强度。18

2.4 矢量磁位19

静电场

电场强度

解答过程：

a=5; p=500; e0=8.854*10^-12;

E= ((a*p)/ (2*e0)).*(z. / (a^2*+z. ^2). ^1.5)

Plot (z, E)

高斯定理

已知半径为a的球内外的电场强度，求电荷分布。

解答过程：

a=10;e0=8.854*10^-12;E=2;

r1=[0:1:a];

p1=e0*E*15*(a^2-r2.^2)/2*a^2;

r2=[a:1:20];

p2=0*r2

plot(r1,p1,r2,p2)

静电场的旋度与电位

平面上半径为a圆心在坐标原点的带电圆盘，面密度为ps，求z轴上的电位。

解答过程：

e0=8.854*10^-12;a=10;p=40;

z=[-50:1:50];

q=(p/(2*e0))*(a^2+z.^2).^0.5-abs(z);

plot(z,q)

若半径为a的导体球面的电位为Uo，球外无电荷求空间点位

解答过程：

a=5;U=10;

r=[0:1:50];

p=(a*U)./r;

plot(r,p)

电介质中的场方程

一个半径为a的均匀极化介质球极化强度是Po求极化电荷分布及介质球的电偶极矩

解答过程：

r1=[0:0.1:5]

P0=1;

rowp=0*r1;

theta=[0:0.1:2*pi];

rowsp=P0*cos(theta);

plot(r1,rowp)

hold on

plot (theta,rowsp)

p=4*pi*a^3*P0/3

一个半径为

解答过程：