电磁波电磁场实验二VIP专享

实验二实 验 名 称时 间地 点圆环电流得磁场分布2025-6-5一、实验目得及要求1. 掌握载流回路周围空间得磁场分布;2. 掌握利用 Matlab 仿真分析磁场分布。二、实验环境PC 机 MATLAB 软件三、实验内容及实验步骤(实践内容、设计思想与实现步骤) 实验原理:毕奥－萨伐尔定律可表述为:载流回路得任一电流元 Idl,在空间任一点 P 处所产生得磁感应强度 dB 可表示为其中,r 就是电流元 Idl 到场点 P 得径矢,I 为电流。可以瞧出,dB 得方向垂直于 Idl 与 r 所在得平面,其指向遵守右手螺旋法则。dB 得大小为 利用叠加原理,对上式积分,便可求得任意形状得载流导线所产生得磁感应强度,即 半径为 a 得环形载流回路周围空间得磁场分布设载流圆环中流过得电流为 I,则圆环在空间任意一点 P(x,y,z)产生得磁感应强度矢量为由于 r2=x2+ y2+ z2则 R2=a2+ r2-2×a×r×cosβ = a2+ r2-2×a×ρ = a2+ r2-2×a×(x×cosα+y×sinα) = a2+ x2+ y2+ z2-2a×x×cosα-2a×y×sinα =(x - a×cosα)2+(y - a×sinα)2+ z2得由可求出磁感应强度矢量在 x,y,z 方向得重量分别为实验内容:根据实验原理得分析,利用 Matlab 强大得绘图功能画出环形载流回路周围空间得磁场分布。（1） 二维磁力线图(半径为 a 得环形载流回路)（2） 三维磁力线图四、调试过程及实验结果(详细记录实验在调试过程中出现得问题及解决方法。记录实验得结果)(1)二维磁力线(半径为 a 得环形载流回路)clearI=input('请输入电流 I=');a=1;y=linspace(-5,5,100);theta=linspace(0,2*pi,50);u0=4*pi*1e-7;k=I*u0/4/pi;[Y,Z,Theta]=meshgrid(y,y,theta);r=sqrt((a*cos(Theta))、^2+Z、^2+(Y-a*sin(Theta))、^2);dBy=a*Z、*sin(Theta)、/(r、^3);By=k*trapz(dBy,3);dBz=a*(a-Y、*sin(Theta))、/(r、^3);Bz=k*trapz(dBz,3);[BSY,BSZ]=meshgrid([0:0、1:0、7],0);h1=streamline(Y(:,:,1),Z(:,:,1),By,Bz,BSY,BSZ,[0、2,500])h2=copyobj(h1,gca)rotate(h2,[1,0,0],180,[0,0,0]);h3=copyobj(allchild(gca),gca);rotate(h3,[0,1,0],180,[0,0,0]);title('磁场得二维图');-5-4-3-2-1012345-5-4-3-2-1012345磁 场 的 二 维 图(2)三维磁力线clear all;figure(1)a=0、3;y=-1:0、04:1;the=0:pi/20:2*pi;i=1;u0=4*pi*1e-7;k0=i*u0/4/pi;[Y,Z,T]=meshgrid(y,y,the);r=sqrt((a*cos(T))、^2+Z、^2+(Y-a*sin(T))、^2);r3=r、^3;dby=a*Z、*sin(T)、/r3;by...