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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（4）电子信息工程电信学院年级专业：14电子信息工程黄百科王玉龙学 号: 学生姓名： 授课教师：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学生姓名黄百科专业（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、要求上交完成的任
2、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仿真及电子信息应用设 计 要求1、独立完成仿真内容以及任务报告；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目录第 1 章 静电场 21.1 电场强度 21.1.1 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 31.2.1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 41.3.1平面上半径为a圆心在坐标
3、原点的带电圆盘，面密度为ps,求z轴上的电位。 41.3.2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。51.4 电介质中的场方程 71.4.1 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。 71.4.2 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。.81.5 静电场的边界条件 101.5.1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。 101.6 能量密度 111.6.1若一同轴线内导体的半径为a,外导体的半径为b,
4、之间填充介质，求电位长度的电场能量。 111.7 电场力 131.7.1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。 131.7.2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 162.1 恒定电流场 162.1.1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。 162.1.2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 d16syms x; 16d0=6.4*1
5、0人-8 16r=2;L=10; 16A=pi*r人2； 16R=int(1/(A*d0*(1+(x人2/L人2),x,0,L) 162.2 磁感应强度 162.2.1 求载流的圆形导线回路在圆心处的磁感应强度。 162.3 恒定磁场 182.3.1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。.182.4 矢量磁位 191哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文第 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= (a*p)/ (2*e0).*(z. / (a2*
6、+z. 2). 1.5)Plot (z, E)2哈尔滨理工大学 MATLAB 课程大论文01s6210253D%file Edit 里is* Insert lool Qektap Hindow 旦p!口已|3釦卑紗呃必*|届I匡I1.2 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=8854*10八一12;E=2;r1=0:1:a;p1=e0*E*15*(aA2-r2.A2)/2*aA2;r2=a:1:20;p2=0*r2plot(r1,p1,r2,p2)3哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文00.6=0.525%xlD，a4file Edit
7、 里i曰 Insert laol? Relctap Llindow HelpU已ifl | k |傀紳呃搖* |風| 匡1.3 静电场的旋度与电位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。解答过程：e0=8.854*10入-12;a=10;p=40；4哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文z=-50:1:50;q=(p/(2*e0)*(a入2+z.入2).入0.5-abs(z);plot(z,q)11109B6540102030405D30-.20-102 -50-4012K1file drt ieiv Insert lool? Qektap Windo
8、w 旦p已H佥I決紳哽乳*1凰|口匡11啦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。解答过程：a=5;U=10; r=0:1:50; p=(a*U)./r;5哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文plot(r,p)so454035302015100IQ15304D4550Xfile EditInsert look Rzktop Window Help6哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文1.4 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,求极化电荷分布及介质球的电偶极矩。解答过程：r1=0:0.1:5 P0=1; rowp=0*r1; th
9、eta=0:0.1:2*pi; rowsp=P0*cos(theta);0.80.60.40.2二0-0 4-0.824ure 10.6file Edit yjew Insert 工口口1百 Rektap Llindmp 旦dpk|雀氓巴运昼|口国|剧7哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文1.4.2 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。解答过程：a=5;Q=50;b=10;e0=8.854*10入一12; r1=5:0.5:10; Dl=Q./(4*pi*r1.入2); El=Dl/eO;Pl=Dl
10、-eO*El; r2=10:0.5:15;D2=Q./(4*pi*r1.2);E2=D2/e0;P2=D2-e0*E2;subplot(2,3,1) plot(r1,D1) ););ylabel(Dxlabel(arb subplot(2,3,2) plot(r1,E1) );Exlabel(arb);ylabel( subplot(2,3,3)plot(r1,P1)plot(r2,D2)plot(r2,E2);Parb);ylabel(xlabel( subplot(2,3,4););ylabel(Dxlabel(br subplot(2,3,5););ylabel(Ebrxlabel( s
11、ubplot(2,3,6)plot(r2,P2)xlabel(br);ylabel(P);8哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文0.Z0.150Q01020.5DLU15151015brbrVd%0 050 050 ?D 0 5-0 5-0 5f Eile Edit Viev Insert Tools Qcktop dicdmv 旦ulp0.156910arb_16910arb哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文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入一12;e2=
12、6.654*10入一12;q=50;r=a:0.5:b;Dl=(e1*q)./(2*pi*(e1+e2)*r.2);D2=(e2*q)./(2*pi*(e1+e2)*r.2);plot(r,D1,r,D2) )D2legend(D1,) );ylabel(rDxlabel(10哈尔滨理工大学 MATLAB 课程大论文1.6 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*10八一12;U=10;r=a:0.5:b; E=U/(r*log10(b/a)W=pi*e*U2/log10(b/a) plot
13、(r,E)11哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文12哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文1.7 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人-12;x=1:1:10;F=-(UA2*A)./(2*x.A2)plot(x,F)tl2331Dfile Edit 里 i Insert lool Qektap Win do w 旦p已M |矗| % %鹽哽乳圍| 目| 囚-1000-200030004000-50006000-7000eooo-KMQ-10occ113哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文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。解答过程：Q=4*10人6;e0=8.854*10人-12;a=(1:1:10);f=QA2./32*piA2*e0*a.A4plot(a,f)已M釦kl头決御国学式*1凰I目4.5 2.61.60-|1l12345614哈尔滨理工大学MATLAB课程大论文15哈尔滨理工大学 MATLAB 课程大论文第 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
