文档介绍：: .
电磁场与微波实验报告
姓名：
班级：通信
学号：
实验类型：设计型
指导教师：宋勇实****日期:2013. 12. 7
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1、掌握标量场的梯度计算方法，理解梯度的物理意义；
2、掌握点电荷产生的电场特性；
3、熟悉电偶极子的电场特性以及电力线和等位线的关系;
4、熟悉单匝环形通电线圈形成的磁感应强度；
5、掌握时变电磁场电磁波的传播.
：
1 ,标量场：标量场u沿指定方向的变化率就是标量场在该方向的方向导数就是标
量场的梯度，计算公式为主=也*"主cos"+主cos/
5Z dx dy dz
OU- OU - x . — 万― —、
-(—ex H ey d ez)-(cosaex +cospey +cos/ez)
a Ox a dy dz
OU /伽—J OU- 彻_、/ _ 万_ _、
—( €x H Cy H €z) ,(COSCLCx COSp€y + COS
dl dx dy dz
由此就可以计宣出标量场的梯度。
2. 静电场：电位表达式
y =早 COM
' 4床“R2
用极坐标作图，即可得到电场的等位线图（也可画
出三维立体等位面图，如图4）.电位求出后就可
得到球坐标系下电场E的表达式
2点"十4皿尺勺
=.实验步骤:
1、标量场的梯度和等位线仿真
（1）建立梯度的数学模型
（2）利用mat lab软件进行仿真
（3）观察并分析仿真图中梯度和等位线之间的相互关系
2、点电荷系的电位分布
CD建立点电荷系电位的数学模型
（2）利用mat lab软件进行仿真
C3)观察并分析仿真图中电位分布的特点
3、电偶极子的场
(1) 建立电偶极子的电位和电场的数学模型
(2) 利用mat lab软件进行仿真
(3) 观察并分析仿真图中电位线和电力线的特点和关系
4. 实验内容：

1. 求二维标量场u( r) = y2 - x的梯度。
2. 2个等量同号点电荷组成的点电荷系的电势分布图。
3. 电偶极子的场(等位线和梯度)。

单匝环形通电线圈形成的磁感应强度；
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5. 程序与结果：
实验一：
1. 源程序
[x, y] =meshgrid(-2:. 2:2, -2:. 2:2);
z=y.'2-x;
[px, py]=gradient (z,. 2,. 2);
contour(z)
hold on
quiver(px, py)
hold off
title ('等值线与梯度');
运行结果：
理论分析：由实验原理中梯度的概念和计算公式，按照题目的要求就可以得到上图所示的图形。根据图形分析可得到，场中每一点处的梯度垂直于过该点的等值面，且指向函数增大的方向，也就是说，梯度就是该等值面的法相矢量。
2. 源程序：
clear
v='1. / ((x-3). "2+y. ”2