曹小鸽 徐微等

摘 要：工程电磁场是电气专业的一门重要的专业基础课程。本文介绍将MATLAB软件引入工程电磁场课程中的教学意义。利用解析或数值的方法求解静电场，并利用MATLAB软件将解出的电场可视化。实践证明，将电场可视化后有助于学生更好的理解静电场，激发学生对工程电磁场这门课程的学习热情，进而培养其解决实际工程问题的能力。

关键词：MATLAB 静电场

一、引言

早在1864年麦克斯韦把电磁规律总结为麦克斯韦方程组，这是电磁场的理论基础[1]。根据电磁场是否随时间变化可将电磁场分为静态场和时变电磁场，而在工程应用中，可将满足一定条件的时变场视为准静态电磁场进行分析[2]。因此，掌握静态场的一些分析方法有着重要的实际意义。本文将主要分析静电场部分。

MATLAB是美国Mathworks公司推出的大型数学软件，通过多年的升级换代，现在已发展成为集数值计算、符号计算、可视化功能以及诸多的工具箱为一体的大型科学计算软件[3]。它对许多物理学的典型问题的计算和处理只需很少的几条语句就能做到，图形能够准确、科学地反应物理学问题的本质。

在我们学生学习工程电磁场这门课程之前，学生已经学习过MATLAB编程及应用这门课程，具备一定的编程能力。MATLAB将静电场中的电场分布可视化会帮助学生更好的理解静电场的本质。

二、MATLAB软件在静电场中的应用实例

我们研究的主要问题是：在给定自由电荷分布以及周围空间介质和导体分布的情况下电场的分布问题。……