Файл:VFPt metal balls largesmall transparent.svg

От Уикиновини
Направо към навигацията Направо към търсенето

Оригинален файл(Файл във формат SVG, основен размер: 800 × 600 пиксела, големина на файла: 41 KB)

Този файл е от Общомедия и може да се използва от други проекти. Следва информация за файла, достъпна през оригиналната му описателна страница.

Описание

Описание
English: Electric field around a large and a small conducting sphere at opposite electric potential. The shape of the field lines is computed exactly, using the method of image charges with an infinite series of charges inside the two spheres, shown in red and blue. In reality, the field is created by a continuous charge distribution at the surface of each sphere and the field lines inside the sphere don't exist. Field lines are always orthogonal to the surface of each sphere.
Дата
Източник Собствена творба
Автор Geek3
други версии
SVG развитие
VectorFieldPlot symbol.svg
This plot was created with VectorFieldPlot.

Python

VectorFieldPlot source code
# paste this code at the end of VectorFieldPlot 1.10
# https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Geek3/VectorFieldPlot
u = 100.0
doc = FieldplotDocument('VFPt_metal_balls_largesmall_transparent',
    commons=True, width=800, height=600, center=[400, 300], unit=u)

# define two spheres with position, radius and charge
s1 = {'p':sc.array([-1.0, 0.]), 'r':1.5}
s2 = {'p':sc.array([2.0, 0.]), 'r':0.5}

# make charge proportional to capacitance, which is proportional to radius.
s1['q'] = s1['r']
s2['q'] = -s2['r']
d = vabs(s2['p'] - s1['p'])
v12 = (s2['p'] - s1['p']) / d

# compute series of charges https://dx.doi.org/10.2174/1874183500902010032
charges = [[s1['p'][0], s1['p'][1], s1['q']], [s2['p'][0], s2['p'][1], s2['q']]]
r1 = r2 = 0.
q1, q2 = s1['q'], s2['q']
q0 = max(fabs(q1), fabs(q2))
for i in range(10):
    q1, q2 = -s1['r'] * q2 / (d - r2), -s2['r'] * q1 / (d - r1), 
    r1, r2 = s1['r']**2 / (d - r2), s2['r']**2 / (d - r1)
    p1, p2 = s1['p'] + r1 * v12, s2['p'] - r2 * v12
    charges.append([p1[0], p1[1], q1])
    charges.append([p2[0], p2[1], q2])
    if max(fabs(q1), fabs(q2)) < 1e-3 * q0:
        break

field = Field({'monopoles':charges})

# draw symbols
for c in charges:
    doc.draw_charges(Field({'monopoles':[c]}), scale=0.6*sqrt(fabs(c[2])))

gradr = doc.draw_object('linearGradient', {'id':'rod_shade', 'x1':0, 'x2':0,
    'y1':0, 'y2':1, 'gradientUnits':'objectBoundingBox'}, group=doc.defs)
for col, of in (('#666', 0), ('#ddd', 0.6), ('#fff', 0.7), ('#ccc', 0.75),
    ('#888', 1)):
    doc.draw_object('stop', {'offset':of, 'stop-color':col}, group=gradr)
gradb = doc.draw_object('radialGradient', {'id':'metal_spot', 'cx':'0.53',
    'cy':'0.54', 'r':'0.55', 'fx':'0.65', 'fy':'0.7',
    'gradientUnits':'objectBoundingBox'}, group=doc.defs)
for col, of in (('#fff', 0), ('#e7e7e7', 0.15), ('#ddd', 0.25),
    ('#aaa', 0.7), ('#888', 0.9), ('#666', 1)):
    doc.draw_object('stop', {'offset':of, 'stop-color':col}, group=gradb)

ball_charges = []
for ib in range(2):
    ball = doc.draw_object('g', {'id':'metal_ball{:}'.format(ib+1),
        'transform':'translate({:.3f},{:.3f})'.format(*([s1, s2][ib]['p'])),
        'style':'fill:none; stroke:#000;stroke-linecap:square', 'opacity':0.5})
    
    # draw rods
    if ib == 0:
        x1, x2 = -4.1 - s1['p'][0], -0.9 * s1['r']
    else:
        x1, x2 = 0.9 * s2['r'], 4.1 - s2['p'][0]
    doc.draw_object('rect', {'x':x1, 'width':x2-x1,
        'y':-0.1/1.2+0.01, 'height':0.2/1.2-0.02,
        'style':'fill:url(#rod_shade); stroke-width:0.02'}, group=ball)
    
    # draw metal balls
    doc.draw_object('circle', {'cx':0, 'cy':0, 'r':[s1, s2][ib]['r'],
        'style':'fill:url(#metal_spot); stroke-width:0.02'}, group=ball)
    ball_charges.append(doc.draw_object('g',
        {'style':'stroke-width:0.02'}, group=ball))

# find well-distributed start positions of field lines
def get_startpoint_function(startpath, field):
    '''
    Given a vector function startpath(t), this will return a new
    function such that the scalar parameter t in [0,1] progresses
    indirectly proportional to the orthogonal field strength.
    '''
    def dstartpath(t):
        return (startpath(t+1e-6) - startpath(t-1e-6)) / 2e-6
    def FieldSum(t0, t1):
        return ig.quad(lambda t: sc.absolute(sc.cross(
            field.F(startpath(t)), dstartpath(t))), t0, t1)[0]
    Ftotal = FieldSum(0, 1)
    def startpos(s):
        t = op.brentq(lambda t: FieldSum(0, t) / Ftotal - s, 0, 1)
        return startpath(t)
    return startpos

startp = []
def startpath1(t):
    phi = 2. * pi * t
    return (sc.array(s2['p']) + 1.5 * sc.array([cos(phi), sin(phi)]))
start_func1 = get_startpoint_function(startpath1, field)
nlines1 = 16
for i in range(nlines1):
    startp.append(start_func1((0.5 + i) / nlines1))

def startpath2(t):
    phi = 2. * pi * (0.195 + 0.61 * t)
    return (sc.array(s1['p']) + 1.5 * sc.array([cos(phi), -sin(phi)]))
start_func2 = get_startpoint_function(startpath2, field)
nlines2 = 14
for i in range(nlines2):
    startp.append(start_func2((0.5 + i) / nlines2))

# draw the field lines
for p0 in startp:
    line = FieldLine(field, p0, directions='both', maxr=7.)
    
    arrow_d = 2.0
    of = [0.5 + s1['r'] / arrow_d, 0.5, 0.5, 0.5 + s2['r'] / arrow_d]
    doc.draw_line(line, arrows_style={'dist':arrow_d, 'offsets':of})
doc.write()

Translate   This SVG file uses embedded text.

Лицензиране

Аз, носителят на авторските права над тази творба, я публикувам тук под следния лиценз:
w:bg:Криейтив Комънс

признание на авторството споделяне на споделеното

This file is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International license.
Можете свободно:
  • да споделяте – да копирате, разпространявате и излъчвате произведението
  • да ремиксирате – да адаптирате произведението
Съгласно следните условия:
  • признание на авторството – Трябва да посочите авторството, да добавите връзка към лиценза и да посочите дали са правени промени. Можете да направите това по всякакъв разумен начин, но не и по начин, оставящ впечатлението, че същият/същите подкрепят вас или използването по някакъв начин на творбата от вас.
  • споделяне на споделеното – В случай, че промените, видоизмените или използвайки като основа произведението, го надградите, то полученото производно произведение може да се разпространява само съгласно условията на същия или съвместим лиценз с оригиналния такъв.

История на файла

Избирането на дата/час ще покаже как е изглеждал файлът към онзи момент.

Дата/ЧасМиникартинкаРазмерПотребителКоментар
текуща20:05, 30 декември 2018Миникартинка на версията към 20:05, 30 декември 2018800 × 600 (41 KB)Geek3User created page with UploadWizard

Няма страници използващи файла.

Метаданни