Tracciare le linee del campo elettrico su un piano 2D [chiuso]

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Come si tracciano le linee di campo elettrico equipotenziale su un tracciato 2D in MATLAB. Sarebbe meglio usare sia faretra che contorno? Alcuni punti di esempio sono:

p1 = (1,1) con 1 carica di coulomb.

p2 = (2,2) con 2 carica di coulomb.

p3 = (3,3) con 3 carica di coulomb.

Tutte le informazioni che ho trovato online con la posizione super hanno solo scenari per 2 punti, e anche in questo caso non capisco il principio alla base della rappresentazione di questi valori.

Non ho mai fatto fisica prima, quindi questo esercizio mi ha aiutato. Grazie per qualsiasi aiuto!

    
posta Firo Proncho 05.05.2015 - 01:04
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1 risposta

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Questa domanda è definita ambiguamente. Le linee di campo elettrico (come indicato nel titolo) non sono le stesse delle linee equipotenziali. Nello specifico il campo elettrico E seguito da linee di campo elettrico è correlato al campo di potenziale elettrico V di E = -∇V .

Nel caso del potenziale elettrico, questo è un campo scalare quindi le linee equipotenziali sono semplicemente contorni del valore costante di quel campo. contourf è quindi una scelta ideale per visualizzarlo.

Come per le linee di campo, quiver ti mostrerà la dimensione e la direzione dei vettori nel campo elettrico, ma non le linee di campo. Il modo più semplice per visualizzarli in un piano 2D è streamslice .

Calcolare e tracciare questi campi in MATLAB è solo un caso di impostare le equazioni fisiche in una forma vettorizzata e calcolarle per una griglia di coordinate attraverso cui MATLAB può disegnare contorni e linee di campo.

Utilizzando l'equazione per il potenziale elettrico nella forma utilizzata dal link di rwong nei commenti sopra:

k=8.987E9;%Coulomb'sconstantp=[1,1;2,2;3,3];Q=[1;2;3];[X,Y]=meshgrid(0:0.05:4);%CreateagridofcoordinateswhereVistobecalculatedV=zeros(size(X));%Startwithzeroelectricpotentialforii=1:numel(Q)%SuperposetheelectricpotentialfieldofeachchargeV=V+k*Q(ii)./hypot(p(ii,1)-X,p(ii,2)-Y);endhContour=contourf(X,Y,V);hColorbar=colorbar;ylabel(hColorbar,'Electricpotential(V)')

Laspaziaturadeicontornipredefinitasaràimballatamoltostrettamenteattornoallecarichepuntiformeacausadellesingolaritànelpotenzialeelettricochecreano.SedisponidiStrumentidellestatistiche,puoimigliorarlorapidamentetrovandoilivellidicontornoconun'areaugualetraloroutilizzandoquantile:

hContour.LevelList=[0quantile(V(:),10)];

Ilcampoelettricoèpiùsemplicederivaredalcampopotenzialeesistentepiuttostochedall'equazionedeivettorigrezzi:

[Ex,Ey]=-gradient(V);validColumns=all(isfinite(Ex)&isfinite(Ey));%IgnorecolumnswhereEcontainsinfinitevaluesduetothepointchargessincestreamslicecan'thandlethemholdonhLines=streamslice(X(:,validColumns),Y(:,validColumns),Ex(:,validColumns),Ey(:,validColumns));set(hLines,'Color','r');

    
risposta data 21.10.2015 - 02:01
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