Графічне зображення електричних і магнітних полів у комп’ютерних демонстраціях

Малиш І.,керівник доц.. Хлинцев В.П.

Національна металургійна академія України

Запропонований Фарадеєм метод зображення електричних і магнітних полів дуже наочний і зручний. Але при побудові формального алгоритму по автоматичному зображенню полів програміст стикається із серйозними труднощами. Для електричного поля системи з декількох десятків або сотень точечних зарядів розрахунок напруженості не викликає ніяких проблем. Одна силова лінія може бути побудована по наступному алгоритмі. Точечний заряд зображується у вигляді кола малого діаметра. На колівибирають кілька точок на рівних відстанях одна від одної в якості стартових. Для кожної точки розраховуються напруженості Ex, Ey. Проводиться лінія, довжина якої пропорційна модулю . Координата наступної точки легко підраховується за значеннями Ex і Ey . Для нової точки розрахунок проводиться аналогічно.

Але при такому підході виникають наступні проблеми. Яким чином забезпечується вимога, щоб густота ліній була пропорційна величині напруженості. Доводиться ускладнювати алгоритм, щоб силові лінії мали однакову довжину. Крім того, необхідно забезпечити запобіжники, що запобігають крах програми при малих відстанях між зарядами через переповнення регістрів.

Запропоновано просту програму на делфі-паскалі, що демонструє поля – одиночного точечного електричного заряду, електричного диполя, зарядженої площини, сфери та інші. Такий же алгоритм застосовуєтьсяі для магнітного поля. Для прикладу наведена програма демонстрації поля магнітного диполя й соленоїда.