Расчет электростатических задач с помощью пакета MathCAD

Шушкевич Г.Ч.

Гродно, Гродненский госуниверситет им. Я. Купалы

Из математических пакетов особо следует выделить пакет MathCAD, который позволяет описывать вычислительный алгоритм в общепринятых математических обозначениях, производить символьные вычисления, поддерживает работу с двух- и трехмерной графикой, имеет большое количество встроенных функций, а также встроенный язык программирования.

Рассмотрим, как с помощью пакета можно вычислить емкость тонкого сферического кольца радиуса а с углом раствора . Известно, что емкость кольца вычисляется по формуле [1]:

,

где функция является решением интегрального уравнения Фредгольма второго рода

.

 

MathCAD документ имеет вид

1. Параметры задачи

 

2. Формирование матрицы и правой части системы

 

 

 

3. Вычисление емкости проводника

 

С помощью пакета можно решать более сложные электростатические задачи, рассмотренные в книге [2].

 

  1. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 288 с.
  2. Шушкевич Г.Ч. Расчет электростатических полей методом парных, тройных уравнений с использованием теорем сложения. - Гродно, ГрГУ,1999. - 237 с.

 

 

Calculation of Electrostatic Problems with MathCAD

Shushkevich G.Ch.

Grodno, Grodno State University

Between mathematical software packages it is necessary to select particularly of MathCAD that allows to describe algorithm of calculation in usual mathematical symbols, to make symbol calculations, to maintain the work with 2D-plot, 3D-plot graphics, it has a large number of built-in functions and built-in programming language.

Lets consider how to calculate the capacity of thin spherical ring of radius a and corner with MathCAD. It is know that the capacity of the thin spherical ring is calculated by formula [1]:

,

where function is the solution of Fredgolm integral equation of second order

.

 

MathCAD document has structure

1. Parameters of problem

 

2. Creation of matrix and right side of system

 

 

 

3. Calculation of conductor’s capacity

 

With the help of MathCAD it is possible to solve much more difficult electrostatic problems that are presented in the [2].

Lists

  1. Иоссель Ю.Я., Кочанов Э.С., Струнский М.Г. Расчет электрической емкости. - Л.: Энергоиздат, 1981. - 288 с.
  2. Шушкевич Г.Ч. Расчет электростатических полей методом парных, тройных уравнений с использованием теорем сложения. - Гродно, ГрГУ,1999. - 237 с.