BÀI THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐIỆN TỪ SỐ 2KHẢO SÁT ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH I- Mục đích : Giúp sinh viên học sử dụng PDE toolbox của Matlab để khảo sát sự phân bố của điện trường tĩnh trong các vùng khô
Trang 1BÁO CÁO THÍ NGHIỆM
LÝ THUYẾT TRƯỜNG ĐIỆN TỪ
Họ và tên: Nguyễn Văn Long
MSSV : 20081602
Lớp : Tự động hóa 2 – khóa 53
Mã lớp TN: 18306
BÀI THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐIỆN TỪ SỐ 1 GiẢI PHƯƠNG TRÌNH POISSON VÀ TRÌNH PHƯƠNG
LAPLACE DẠNG SAI PHÂN BẰNG MATLAB
I- Mục đích :
Giúp sinh viên giải phương trình poisson và laplace của điện trường tĩnh dưới dạng sai phân bằng Matlab
II- Nội dung :
( định nghĩa thông số đã cho của bài toán)
>>n = 9;
>>m = 11;
>>h = 1;
>>rotd = 2;
>>delta = 0.01;
( xác định điều kiện biên)
>>i = 1; for j = 1:m, V0(i, j) = 0; end;
>>i = n; for j = 1:m, V0(i, j) = 0; end;
>>j = 1; for i = 1:n, V0(i, j) = 0; end;
>>j = m; for i = 1:n, V0(i, j) = 0; end;
( thực hiện lệnh )
Trang 2>>V = poisson( n, m, h, rotd, delta, V0)
Thongbao =
Do chinh xac dat duoc roi
deltamax =
0.0093
Thongbao =
So lan tinh lap da thuc hien
K = 41
>>V(1:7,1:11)
ans =
Columns 1 through 6
0 0 0 0 0 0
0 2.3779 3.7761 4.6022 5.0422 5.1819
0 3.7413 6.1336 7.6016 8.3967 8.6505
0 4.4627 7.4288 9.2896 10.3090 10.6359
0 4.6907 7.8441 9.8366 10.9324 11.2841
Columns 7 through 11
0 0 0 0 0
5.0460 4.6087 3.7832 2.3828 0
8.4033 7.6128 6.1459 3.7500 0
10.3171 9.3033 7.4438 4.4733 0
10.9406 9.8505 7.8593 4.7015 0
( thực hiện giải phương trình Laplace )
>>V=laplace(n,m,delta,V0);
Thongbao =
Trang 3Do chinh xac da dat duoc roi deltamax =
0
thongbao =
So lan tinh lap da thuc hien
k =
1
>>V(1:7,1:11)
ans =
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Trang 4BÀI THÍ NGHIỆM TRƯỜNG ĐIỆN TỪ SỐ 2
KHẢO SÁT ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH
I- Mục đích :
Giúp sinh viên học sử dụng PDE toolbox của Matlab để khảo sát sự phân bố của điện trường tĩnh trong các vùng không gian khác nhau
II- Nội dung :
Chúng ta xét bài toán xác định điện thế trong miền không khí được bao bởi hai biên vuông có cạnh là 4m và 6m
Điện thế bên trong : 1000V, điện thế bên ngoài : 0V
Không có điện tích trong miền không khí
=>giải phương trình Laplace : ΔV = 0 ( VV = 0 ( Vtrong = 1000, Vngoài = 0 ) Thứ tự các bước giải bài toán bằng cách sử dụng PDE toolbox của Matlab:
- Gõ lệnh pdetool tại cửa sổ làm việc của Matlab
- Option >> Grid : chọn lưới
- Vẽ 2 hình vuông đông tâm có cạnh lần lượt là 4m và 6m như hình
vẽ :
Trang 5- Trong cửa sổ Set Formula gõ lệnh : E2 – E1 để xác định miền cần
khảo sát trường điện từ
- Options >> Application >> Electrostatics
- Để thiết lập điều kiện bờ cho bài toán : Boundary >> Boundary
mode
- Shift + kích chuột vào các cạnh của hình vuông để tạo điều kiện bờ giống nhau cho toàn bộ hình vuông :
Hình vuông trong : r = 1000, h = 1 Hình vuông ngoài : r = 0, h = 1
- PDE >> PDE Specification : epsilon = 1, rho = 0.
- Mesh >> Initialize Mesh : khởi tạo lưới các phần tử hữu hạn cho
miền khảo sát
Trang 6- Solve >> Solve PDE : quan sát sự phân bố thế từ trong vùng không
khí khảo sát
Trang 7- Để quan sát phân bố điện thế V trong vùng không gian khảo sát
dưới dạng các đường đẳng thế : Plot >> Parameters
- Để quan sát các đường đẳng thế, ta tích vào check box contour, và
để quan sát điện trường E, ta chọn 1 trong 2 lựa chọn Arrows hoặc
Deformed Mesh
- Để quan sát phân bố và giá trị của các đường đẳng thế một cách
trực quan hơn, trong hộp parameters, tích vào hộp Height ( 3-D
plot)