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1、哈尔滨理工大学课 程 作 业 说 明 书题目：MATLAB仿真与应用电子信息工程学院系：电信学院年级专业：14电子信息工程 学 号：学生_黄百科授课教师： 王玉龙 教师职称： 讲师 哈理工大学课程作业论文任务书院系： 电信学院基层教学单位： 电子信息工程学 号7学生#黄百科专业班级电信14-2设计题目1、 电磁场与电磁波例题2-1、2-3、2-4、2-6、2-7、2-8、2-9、2-14、2-15、2-17；3-1、3-4、3-8、3-9、3-11举例计算并画出有效的二维图像和三维空间投影.2、 举例计算：设计具体的环境,查找有效的数据参数,实现理论公式向数据、图像展示的转变.3、 要求上交完
2、成的任务文件和依照模板完成任务报告独立完成.技术参数1电磁场与电磁波2 MATLAB仿真与电子信息应用设计要求1、 独立完成仿真内容以与任务报告；2、 利用MATLAB仿真电磁场的相关理论；工作量5个工作日左右每个工作日1到3小时工作计划五个工作日完成参考资料1. MATLAB仿真与应用2. 电磁场与电磁波3.高等数学指导教师签字基层教学单位主任签字2016年4月 14 日.目 录第1章 静电场21.1 电场强度2 一个半径为a的均匀带电圆环,求轴线上的电场强度.21.2 高斯定理3 已知半径为a的球内外的电场强度,求电荷分布.31.3 静电场的旋度与电位4 平面上半径为a圆心在坐标原点的带电
3、圆盘,面密度为ps,求z轴上的电位.4 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.51.4 电介质中的场方程7 一个半径为a的均匀极化介质球,极化强度是Po,求极化电荷分布与介质球的电偶极矩.7 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,以与束缚电荷密度.81.5 静电场的边界条件10 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.101.6 能量密度11 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.111.7 电场力13 若平板电容器极板面积
4、为A,间距为x,电极之间的电压为U,求极板间的作用力.13 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162.1 恒定电流场16 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 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.16syms x;16d0=6.4*10-816r=2;L=10;16A=pi*r2;16R=int1/A*d0*1+,x,0,L162.2 磁感应强度16 求载流的圆形导
5、线回路在圆心处的磁感应强度.162.3 恒定磁场18 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.182.4 矢量磁位19第1章 静电场1.1 电场强度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.解答过程：a=5; p=500; e0=8.854*10-12;E= / .*z. / . 1.5Plot 1.2 高斯定理1.2.1 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*/2*a2;r2=a:1:20;p2=0*r2plot1.3 静电场的旋度与电位1.3.1
6、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/*.0.5-abs;plot1.3.2 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.解答过程：a=5;U=10;r=0:1:50;p=./r;plot1.4 电介质中的场方程1.4.1 一个半径为a的均匀极化介质球,极化强度是Po,求极化电荷分布与介质球的电偶极矩.解答过程：r1=0:0.1:5P0=1;rowp=0*r1;theta=0:0.1:2*pi;rowsp=P0*cos;plothold onplot p=4*
7、pi*a3*P0/31.4.2 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,以与束缚电荷密度.解答过程：a=5;Q=50;b=10;e0=8.854*10-12;r1=5:0.5:10;D1=Q./;E1=D1/e0;P1=D1-e0*E1;r2=10:0.5:15;D2=Q./;E2=D2/e0;P2=D2-e0*E2;subplotplotxlabelar;ylabel;subplotplotxlabelar;ylabel;subplotplotxlabelar;ylabel;subplotplotxlabelb;ylabel;su
8、bplotplotxlabelb;ylabel;subplotplotxlabelb;ylabel;1.5 静电场的边界条件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.解答过程：a=5;b=10;e1=8.845*10-12;e2=6.654*10-12;q=50;r=a:0.5:b;D1=./2*pi*r.2;D2=./2*pi*r.2;plotlegendxlabel;ylabel1.6 能量密度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.解答过程：a=5;b=10;e=8.854*10-
9、12;U=10;r=a:0.5:b;E=U./r*log10W=pi*e*U2/log10plot1.7 电场力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.解答过程：A=50;U=20;e=8.854*10-12;x=1:1:10;F=-./plot1.7.2 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.解答过程：Q=4*106;e0=8.854*10-12;a=;f=Q2./32*pi2*e0*a.4plot.第2章 恒定电流的电场和磁场2.1 恒定电流场2.1.1 设同轴线的内导体半径为a,外导体的内
10、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.a=5;b=10;d=6.854*10-10;G=2*pi*d/log102.1.2 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.syms x;d0=6.4*10-8r=2;L=10;A=pi*r2;R=int1/A*d0*1+,x,0,L2.2 磁感应强度2.2.1 求载流的圆形导线回路在圆心处的磁感应强度.解答过程：u0=5,I=4;a=1:1:10B=u0*I./plot2.3 恒定磁场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.
11、解答过程：a=5,I=10;u0=6.4*10-8;r1=0:0.01:5;B1=./;r2=5:0.01:10;B2=./;plot2.4 矢量磁位用磁矢位重新计算载流直导线的磁场.解答过程：u0=8*pi*10-6;a=5;I=10;r1=0:0.1:a;r2=a:0.1:10;B1=./;B2=./;plot总结：学习了MATLAB这门课程,我了解该软件的基本功能,也知道了该软件在我们生活中的重 要地位.随着社会的不断发展,科技的不断进步,计算机的普与,它也被应用在越来越多 的方面. MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分 相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,MATLAB 的最突出的特点就是简洁. MATLAB的功能是非常强大的,MATLAB不仅有强大的运算功能,它还有强大的绘图功能, 我对它的了解也仅仅就是一点点,或许说还没有入门.虽学习MATLAB的时间虽然很短,但 却让我了解到了它的强大和它的功能.我想就算时间足够,老师也不能把所有的都讲解给我 们,因为一个软件的功能需要我们自己不断的去摸索.老师只是个指路的明灯,最终的学习 还是要靠自己.所以要自己花时间去摸索,不懂的可以请教同学或者老师加深印象.指导教师评语：成绩：指导 年 月 日哈理工大学课程作业评审意见表.
