Octave已知圆盘面电荷密度σ、半径R与轴线上距离x,求电场强度E
广告
{{v.name}}
11. 高斯定理应用(带电圆盘)
\(E = \frac{\sigma}{2\varepsilon_0}\left(1-\frac{x}{\sqrt{R^2+x^2}}\right)\)
核心公式:
均匀带电圆盘轴线上的电场可看成无数带电圆环的叠加并积分求得。
σ为面电荷密度(C/m²),R为圆盘半径,x为场点到盘心距离。
当x远小于R时该式趋于无限大平面场 σ/(2ε0)。
已知面电荷密度、半径与距离,即可求出轴线上场强。
Octave计算方法
已知参数:
- 面电荷密度 σ(示例值:1e-5 C/m²)
- 圆盘半径 R(示例值:0.1 m)
- 轴线上距离 x(示例值:0.1 m)
代码如下:
function E = disk_axis_field(sigma, R, x)
eps0 = 8.854e-12;
E = sigma / (2 * eps0) * (1 - x / sqrt(R^2 + x^2));
end
调用示例:
% 已知面电荷密度、半径与距离,求轴线上场强
sigma = 1e-5; R = 0.1; x = 0.1;
E = disk_axis_field(sigma, R, x);
fprintf('电场强度 E = %.2e V/m', E);
运行结果:
电场强度 E = 1.65e+05 V/m