避雷针旁的电场分布

 避雷针旁的电场分布

摘   要

本论文研究的是避雷针旁的电场分布。避雷针是一种用在高层建筑上防止雷击的装置。一般来说空中带电雷云在没有与其他异性带电物体放电时，它所带的电是静电。我们将避雷针看成是放在雷云静电场中的接地圆锥导体，这样所研究问题就转化为求静电场中导体表面区域内的电场分布问题。根据电磁场的基本理论麦克斯韦方程组和导体的静电条件得到导体表面的边界条件。用分离变量法求解拉普拉斯方程满足边界条件的解，通过计算得到避雷针尖端附近的电场强度，用电动力学的理论分析解释了尖端放电的原理从而能更好的分析避雷针的工作原理。最后用MATLAB模拟仿真，可以更直观的看到避雷针尖端附近区域电场的强弱分布状况。

关键词：避雷针 静电场 麦克斯韦方程组 拉普拉斯方程 尖端放电 MATLAB仿真

目 录

中文摘要．i

英文摘要ii

目录iii

第一章  绪论 1

1.1研究动机和目的1

     1.2研究背景1

1.3 MATLAB工具介绍．2

1.4论文内容概述2

基本原理3

2.1麦克斯韦方程组3

2.2静电场4

2.3拉普拉斯方程  分离变量法5

理论计算7

计算机模拟．10

结论．13

致谢 14

参考文献15

附录  MATLAB程序．16