电磁场MATLAB编程解读
matlab电磁场与微波技术仿真pdf
MATLAB是一个强大的数学计算和图形绘制软件，可用于模拟和仿真电磁场与微波技术。
下面是一个简单的示例，展示如何在MATLAB中进行电磁场与微波技术的仿真：
matlab复制代码
% 创建一个2D网格
[x, y] = meshgrid(-10:0.1:10, -10:0.1:10);
% 定义一个随机的复高斯电场分布
E = 10^(5) * exp(-1i * pi * (x.^2 + y.^2));
% 计算电场的幅度和相位
E_real = real(E);
E_imag = imag(E);
% 绘制电场的幅度和相位图像
figure;
subplot(2, 1, 1);
imagesc(x, y, abs(E));
title('幅度');
colorbar;
subplot(2, 1, 2);
imagesc(x, y, atan(E_imag / E_real));
title('相位');
colorbar;
上述代码使用MATLAB创建了一个2D网格，并在该网格上定义了一个随机的复高斯电场分布。
然后，代码计算了电场的幅度和相位，并使用imagesc函数绘制了它们的图像。
在这个示例中，我们使用了一个简单的电场分布，但您可以根据需要修改代码以模拟更复杂的电磁场和微波技术。
电磁场有限元Matlab解法
nel=n1;
%总网格数
%******************定义各个单元的常量和矩阵************************ K=zeros(ndm,ndm); %定义 K 矩阵 Ke=zeros(3,3); %单元 Ke 矩阵 s=0.5/(Jmax*Jmax); %单元面积 b=zeros(ndm,1); %b 矩阵 be=1:3; %单元 be 矩阵 eps=1:nel; rho=1:nel; %定义 ε 和 ρ 数组 for n=1:2*Jmax*Imax %定义上下两部分的 ε 和 ρ 值，,两部分的 ε 分别 为 9 和 1，ρ 都为 0 eps(n)=eps1; rho(n)=rho1; end for n=2*Jmax*Imax+1:nel eps(n)=eps2; rho(n)=rho2; end %****************计算系统的[K][b]矩阵************************* for n=1:nel for i=1:3 n1=NE(1,n); n2=NE(2,n); n3=NE(3,n); %给每个单元的点进行编号 bn(1)=Y(n2) - Y(n3); bn(2)=Y(n3) - Y(n1); bn(3)=Y(n1) - Y(n2); cn(1)=X(n3) - X(n2); cn(2)=X(n1) - X(n3); cn(3)=X(n2) - X(n1); for j=1:3 Ke(i,j)=eps(n)*(bn(i)*bn(j)+cn(i)*cn(j))/(4*s); be(i)=s*rho(n)/3; %计算每个单元的 Ke 和 be 矩阵 end end for i=1:3 for j=1:3 K(NE(i,n),NE(j,n))=K(NE(i,n),NE(j,n))+Ke(i,j); b(NE(i,n))=b(NE(i,n))+be(i); %把 Ke 和 be 分别相加求总矩阵 end end end
利用MATLAB计算电磁场有关分布
电磁场实验报告实验一 模拟电偶极子的电场和等位线学院：电气工程及其自动化 班级： 学号： 姓名:实验目的： 1、了解并掌握 MATLAB 软件，熟练运用 MATLAB 语言进行数值运算。
2、熟练掌握电偶极子所激发出的静电场的基本性质 3、掌握等位线与电力线的绘制方法实验要求： 1、通过编程，完成练习中的每个问题，熟练掌握 MATLAB 的基本操作。
2、请将原程序以及运行结果写成 word 文档以方便检查实验内容：一、相关概念回顾 对于下图两个点电荷形成的电场两个电荷共同产生的电位为： pq 4π 0(1 r11 r2)q 4π 0r2 r1 r1r2其中距离分别为 r1 (x q1x)2 ( y q1y)2 ， r2 (x q2x)2 ( y q2 y)2 电场强度与电位的关系是 E p 等位线函数为: (x, y, z) C电力线函数为： Ex Ey dx dy二、实验步骤 1、打开 MATLAB 软件，新建命令文档并保存，并在文档中输入程序。
2、输入点电荷 q1 的坐标（q1x，q1y）, 以及 q1 所带的电量。
调用 input 函数。
如果不知道该函数的使用方法可在 MATLAB 命令行处键入 doc input。
3、输入点电荷 q1 的坐标（q1x，q1y）, 以及 q1 所带的电量。
4、定义比例常系数 1 9e9 ， 命令为 k=9e9。
4π 05、定义研究的坐标系范围为 x 5,5, y 5,5,步长值为 0.1。
6、将x,y两组向量转化为二维坐标的网点结构，函数为meshgrid。
命令为 [X,Y]=meshgrid(x,y)，如果不知道该函数的使用方法可在MATLAB命令行处键入 doc meshgrid。
7、计算任意一点与点电荷之间的距离 r，公式为 r1 (x q1x)2 ( y q1y)2 ，r2 (x q2x)2 ( y q2 y)2q 11 V ( ) 8、计算由 q1,q2 两个点电荷共同产生的电势 4π0 r1 r2 9、注意，由于在 q1 和 q2 位置处计算电势函数为无穷大或者无穷小，因此要把 这两点去掉掉，以方便下面绘制等势线。
MATLAB语言课程论文基于MATLAB的电磁场数值图像分析
基于MATLAB的电磁场数值分析应用[摘要] MATLAB使用计算机进行电磁场数值分析已成为电磁场的工程开发、科研和教学的重要手段。
编程实现从电磁场微分方程到有限元求解全过程需要很好的理论基础和编程技巧，难度较高。
该文介绍了电磁场数值分析的基本理论并通过几个实例介绍了使用MATLAB 实现电磁场偏微分方程的有限元解法。
实验结果表明这一方法具有操作简单明了!运算速度快，计算误差可控制等优点[关键词电磁场数值分析MATLAB 麦克斯韦方程一、问题的提出电磁学是物理学的一个分支，是研究电场和电磁的相互作用现象。
电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科，主要是基于电流的磁效应和变化的磁场的电效应的发现。
这两个实验现象，加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设，奠定了电磁学的整个理论体系，发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。
针对电磁场学习理论性强、概念抽象等特点，利用Matlab强大的数值计算和图形技术，通过具体实例进行仿真，绘制相应的图形，使其形象化，便于对其的理解和掌握。
将Matlab引入电磁学中，利用其可视化功能对电磁学实验现象进行计算机模拟，可以提高学习效率于学习积极性，使学习效果明显。
通过Matlab软件工具，对点电荷电场、线电荷产生的电位、平面上N个电荷之间的库仑引力、仿真电荷在变化磁场中的运动等问题分别给出了直观形象的的仿真图和数值分析，形实现了可视化学习，丰富了学习内容，提高了对电磁场理论知识的兴趣。
从而更好地解决电磁场中数值分析的问题。
二、电磁场数值解法麦克斯韦方程组是电磁场理论的基础，也是电磁场数值分析的出发点。
它的微分形式方程：ρ=⋅∇=⋅∇∂∂-=⨯∇∂∂+=⨯∇→→→→→→→D B t BE t D H J c 0（1）式中磁场强度电通密度电场强度磁感应强度。
电磁场中各种场量之间的关系由媒质的特性确定。
在各向同性媒质中，由下列结构方程组确定→→→→→→===E J HB ED σμε (2)为获得电磁场问题的唯一解!除上述方程组之外尚需给出定解条件，对静态场和稳态场只需加边界条件，对时变场还需另加初始条件。
jmag导出电磁力matlab程序-概述说明以及解释
jmag导出电磁力matlab程序-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在本文中，我们将讨论jmag导出电磁力的相关内容。
jmag是一种广泛用于电机设计和分析的软件工具。
它允许工程师模拟和优化电机的性能，并提供了一个强大的界面来实现这一点。
本文的主要目的是介绍如何使用jmag软件来导出电磁力，并使用MATLAB程序对其进行处理和分析。
通过此方法，我们可以更好地理解电机的性能和行为，并通过对导出的电磁力进行实验结果分析，来改进电机设计和优化其性能。
文章结构如下：首先，我们将简要介绍jmag软件以及它在电机设计中的重要性。
然后，我们将详细介绍如何使用jmag软件来导出电磁力。
这包括设置仿真模型、定义工作点和运行仿真等步骤。
接下来，我们将重点介绍如何使用MATLAB程序进行电磁力的处理和分析。
我们将讨论如何将导出的电磁力数据导入MATLAB，并通过绘图和计算等方法对数据进行分析。
通过这些分析，我们可以对电机的性能进行深入了解，并从中得出一些有价值的结论。
最后，我们将对整个文章进行总结，并对未来的研究方向进行展望。
我们希望通过本文的介绍和实验结果分析，能够为电机设计和优化提供一些有益的思路和方法。
在结束语中，我们将强调本文的重要性和可行性，并鼓励读者在实践中探索更多的应用和改进。
通过将jmag导出电磁力与MATLAB程序相结合，我们可以更好地理解电机的特性，并促进电机设计的进一步发展。
接下来，我们将开始介绍jmag软件及其在电机设计中的重要性。
文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织架构和各个章节内容的概要。
文章结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 jmag导出电磁力2.2 MATLAB程序设计2.3 实验结果分析3. 结论3.1 总结3.2 展望3.3 结束语在引言部分，我们将主要介绍本篇文章的背景和研究内容，对进一步讨论的重要性进行概述，并明确文章的目的。
正文部分将详细展开介绍jmag导出电磁力的相关知识和原理，并结合实际情况设计并编写了MATLAB程序。
用Matlab研究电磁场的可视化
电磁场可视化的概念：将电磁场的信息以图形或图像的方式呈现出来帮助人们理解和分析电磁场的行为和特征。
电磁场可视化的重要性：对于科学研究、工程应用和教育教学等领域电磁场可视化能够提供直观、形象的表达方式有助于深入理解和掌握电磁场 的基本规律和特性。
电磁场可视化的基本原理：基于麦克斯韦方程组和电磁波理论通过计算和模拟电磁场中电场、磁场和波的传播等特性将电磁场信息转化为可视化 的图像或图形。
电磁场可视化的应用领域：包括电磁场仿真、电磁波传播、电磁辐射等领域是现代科技领域中不 可或缺的重要工具。
电磁场可视化的研究意义：通过研究电磁场可视化的方法和技术可以推动电磁场理论的发展和完 善为现代科技领域的发展提供更加可靠和精确的支撑。
电磁场可视化的未来发展：随着科技的不断进步和人们对电磁场认识的深入电磁场可视化的方法 和手段将不断得到改进和完善未来将会有更加广泛的应用前景。
电磁场数据采集：介绍采集电 磁场数据的方法和技术手段
可视化算法：介绍实现电磁 场可视化的算法和计算过程
电磁场理论：介绍电磁场的数学模型和基本原理 可视化技术：概述常用的电磁场可视化技术和方法 实现流程：详细介绍电磁场可视化的实现流程包括数据采集、处理、渲染等步骤 应用案例：列举几个电磁场可视化的典型应用案例并对其效果进行分析和评价
目的：帮助人们直观 地了解电磁场的分布、 强度和变化从而更好 地理解和应用电磁场 的相关理论和知识。
方法：通过数学模型 和计算机图形学等技 术手段将电磁场的信 息进行可视化呈现。
应用：在科学研究、工 程设计、教育等领域有 广泛的应用例如电磁场 模拟、天线设计、电磁 兼容性分析等。
电磁场可视化的基本原理：通过图形、图像等手段将电磁场的信息呈现出来帮助人们更好地理解 和分析电磁场。
Matlab在电磁场中的应用
Matlab在电磁场中的应用matlab在电磁场的一些应用实例matlab在电磁场的一些应用实例一、单电荷的场分布单电荷的外部电位计算公式q40r等位线就是连接距离电荷等距离的点，在图上表示就是一圈一圈的圆，而电力线就是由点向外辐射的线，比较简单，这里就不再赘述。
matlab在电磁场的一些应用实例theta=[0:.01:2某pi]';r=0:10;某=in(theta)某r;y=co(theta)某r;plot(某,y,'b')某=linpace(-5,5,100);fortheta=[-pi/40pi/4]y=某某tan(theta);holdon;plot(某,y);endgridonmatlab在电磁场的一些应用实例单电荷的等位线和电力线分布图matlab在电磁场的一些应用实例二、点电荷电场线的图像考虑一个三点电荷系所构成的系统。
如图所示，其中一个点电荷-q位于坐标原点，另一个-q位于y轴上的点，最后一个+2q位于y轴的-点，则在某oy平面内，电场强度应满足..y-q-q+2q某matlab在电磁场的一些应用实例E某,y2q某q某q某i33340ya2某2240y2某2240ya2某222qyaqyaq某j33340ya2某2240y2某2240ya2某22任意条电场线应满足方程求解式(1)可得2(ya)[(ya)2某2]12 dyEy(某,y)d某E某(某,y)y(y2某2)12q(ya)[(ya)2某2]12C(2)matlab在电磁场的一些应用实例这就是电场线满足的方程，常数C取不同值将得到不同的电场线。
解出y=f(某)的表达式再作图是不可能的。
用Matlab语言即能轻松的做到这一点，如图2所示。
其语句是：ym某y//设置某,y变量；forC=0:0.1:3.0ezplot(2某(y+1)/qrt((y+1)^2+某^2)-y/qrt(y^2+某^2)(y-1)/qrt((y-1)^2+某^2)-C,[-5,5,0.1]);holdon;end其中取了a=1,C=0,0.1,0.2,……,3.0matlab在电磁场的一些应用实例matlab在电磁场的一些应用实例三、线电荷产生的电位设电荷均匀分布在从z=-L到z=L,通过原点的线段上，其密度为q(单位C/m),求在某y平面上的电位分布。
基于matlab的电磁场分析
1.基于matlab－PDE Toolbox的泊松（拉普拉斯）方程求解在二维电磁场的有限元法计算中，用矩阵方程编制的计算程序长、大，而又复杂，且输入数据要化费很大的劳动。
而MATLAB是一种以矩阵运算为基础的交互式语言，它是采用有限元法来求解偏微分方程的。
因此在计算中，我们选用MATLAB提供的一个用户图形界面（GUI）的偏微分方程工具箱（PDE Toolbox）进行数值求解，采用的是三角形网格自动剖分。
下面举例说明。
【例1－1】 横截面为矩形的无限长槽由3块接地导体板构成，如图3－3所示，槽的盖板接直流电压100V，求矩形槽的电位分布。
解：这是二维平面场问题。
由于电位函数和电场强度之间关系为利用麦克斯韦方程和关系式，得到泊松方程式中，为介电常数，为体电荷密度。
由于所求区域内体电荷密度，得到拉普拉斯方程：其边界满足狄里赫利（Didchlet）条件：，，本题运用MATLAB的偏微分方程工具箱（PDE Toolbox）进行数值求解。
在命令窗口中输入命令pdetool，打开PDE图形用户界面，计算步骤为：（1）网格设置：选择菜单Options下的Grid和Grid Spacing…，将X-axis linear Spacings设置为［-1.5：0.2：1.5］，Y-axis linear Spacings取Auto。
（2）区域设置：选择菜单Draw下的Rectangle／Square或按，画矩形。
（3）应用模式设置：在工具条中单击Generic Scalar下拉列表框，选Electrostatics（静电学）应用模式。
（4）输入边界条件：进入Boundary Mode或按，输入：1、左边界：狄里赫利（Diriehlet）条件：h＝1，r＝0。
2、右边界：狄里赫利（Dirichlet）条件：h＝1，r＝0。
3、上边界：狄里赫利（Dirichlet）条件：h＝1，r＝100。
4、下边界：狄里赫利（Dirichlet）条件：h＝1，r＝0。
基于MATLAB软件的电磁场的可视化研究
关键词：电磁场；MATLAB；PDE；电偶极子Байду номын сангаас电机；可视化
Research on visualization of electromagnetic field based on MATLAB software
（4）国际学术界对有限元法的理论，计算技术以及各方面的应用做了大量的工作许多问题有现成的程序，可用的商业软件相对较多。
第二章MATLAB仿真软件
2.1
MATLAB是美国Math Works公司开发的计算软件，是目前国际上最流行的科学与工程计算的软件。它集数值分析，矩阵计算，信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便的界面友好的用户环境，与其它计算机语言相比，MATLAB更简洁和智能化，适合科技专业人员的思维方式和书写习惯，使得编程和调试效率大大提高。MATLAB里有若干个工具箱，可以实现数值分析，优化，统计，偏微分方程数值解，自动控制，信号处理，图像处理等若干个领域的计算和图形显示。它将不同数学分支的算法以函数的形式分类成库，使用时直接调用这些函数并赋予实际参数就可以解决问题，快速而且准确。
有限单元法是以变分原理和剖分插值为基础的一种数值计算方法。在早期，广泛用于拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中，因此，有限元法可用于任何微分方程描述的各类物理场，同样也适合于时变场，非线性场以及复杂介质中的电磁场求解。有限元法之所以有着非常强大的生命力和广阔的应用前景，主要在于方法本身有如下优点:
（1）有限元法采用物理上离散与分片多项式插值的原理，因此具有对材料，边界，激励的广泛适用性；
基于matlab的电磁场图示化教学
目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key Words (1)引言 (2)1 Matlab的图示化技术 (3)1.1 几个常用的绘图指令 (3)1.2 具有两个纵坐标标度的图形 (3)1.3 三维曲线 (4)2 Matlab在静电场图示化中的应用 (4)2.1 基本原理 (4)2.2 等量同号点电荷的电场线的绘制 (5)2.3 静电场中的导体 (8)3 Matlab在恒定磁场图示化中的应用 (9)3.1 电偶极子电磁场的Matlab图示与应用 (9)3.2 两根载流长直导线在电磁场中的Matlab图示 (11)3.3 运动的带电粒子在均匀电磁场中的Matlab图示 (13)3.4 电磁波的Matlab图示 (15)4 Matlab在时变电磁场仿真分析中的应用 (16)4.1 Matlab图示化分析均匀平面波在理想介质中的传播 (16)4.2 Matlab图示化分析矩形波导的场量分布 (19)5 结语 (25)致 (26)参考文献 (26)基于Matlab的电磁场图示化教学自动化王丽洁指导教师王庆兰摘要：Matlab是由美国Mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
Matlab具有丰富的计算功能和科学计算数据的可视化能力，特别是应用偏微分方程工具箱在大学物理电磁学等各类物理场的数值仿真中具有无比的优势。
本文将主要介绍Matlab在静电场图示化中的应用、Matlab在恒定磁场图示化中的应用以及Matlab在时变电磁场仿真分析中的应用。
利用Matlab的图示化技术、利用Matlab分析电磁学，能够更为方便的实现电磁场图示化教学，能使复杂的问题大大简化，对阐述相关原理能起到很大的作用。
关键词：Matlab 图示化教学电磁场时变电磁场The electromagnetic field of graphical teaching based onMatlabStudent majoring in automation Wang LijieT utor Wang QinglanAbstract：Matlab is published by the United States, the main face of the company Mathworks scientific computing, visualization and interactive program designed for high-tech computing environment. Matlab has a computing functions and rich scientific computing visualization capability of data, especially the application of partial differential equation toolbox has incomparable advantages in numerical simulation of university physics electromagnetism and other types of physical field. Mainly introduces the application of Matlab in electrostatic field, the graphic in Matlab in a constant magnetic field of graphical applications and Matlab application of electromagnetic simulation in the analysis of time. Using Matlab graphic technology, using the Matlab analysis of electromagnetism, can more convenient teaching, the implementation of the electromagnetic field shown can greatly simplify the complex problems, the paper related principle can play a big role.Key Words:Matlab; graphic teaching; electromagnetic field; time-varying electromagnetic field引言在工科物理教学中，物理实验极其重要，一般院校都将其列为一门单独的课程，它担负着学生的基本实验技能训练的任务，通过一系列的实验、学习，学生可在一定程度上掌握前人对一些物理量的典型测量方法和实验技术，并在以后的实验工作中有所借鉴，能够在这些基础上有所创新。