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Datei:VFPt ringmagnet2.svg

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Originaldatei ‎(SVG-Datei, Basisgröße: 600 × 600 Pixel, Dateigröße: 72 KB)

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Beschreibung

Beschreibung
English: Drawing of a cylindrical ringmagnet with precisely computed magnetic field lines. The magnet consists of a flat cylinder of R/L=2 with a cylindrical hole of radius r/R=1/2 and is homogeneously magnetized along the cylinder axis. The north-half of the magnet is painted red, whereas the south-half is green. The precise field distribution is obtained by numerical integration. The shape of the field lines is traced with a Runge-Kutta algorithm. The density of field lines corresponds roughly to the field strength, however due to 3D variations of the field, this cannot exactly be fulfilled.
Datum
Quelle Eigenes Werk
Urheber Geek3
Andere Versionen
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InfoField
 
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Dieser Plot wurde mit VectorFieldPlot erstellt.
 
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Quelltext
InfoField

Python code

# paste this code at the end of VectorFieldPlot 3.1
# https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Geek3/VectorFieldPlot
doc = FieldplotDocument('VFPt_ringmagnet2',
    commons=True, width=600, height=600)

r0 = 1.0
r1 = 2.0
h = 0.5
field = Field([ ['coil', {'x':0, 'y':0, 'phi':pi/2, 'R':r1, 'Lhalf':h, 'I':1}],
         ['coil', {'x':0, 'y':0, 'phi':pi/2, 'R':r0, 'Lhalf':h, 'I':-1}] ])
n_out = 24
for i in range(n_out):
    s = (i + 0.5) / n_out * 2. - 1.
    line = FieldLine(field, [copysign(r1 + h * (1. / s**2 - 1.), s), 0.],
        directions='both', maxr=1e3)
    doc.draw_line(line, linewidth=2.4, arrows_style={'scale':1.1,
        'potential':lambda xy: xy[1] * (1-fabs(xy[0]/2.5)**2.5-fabs(xy[1]/2)**2.5),
        'at_potentials':[0], 'condition_func':lambda xy: fabs(xy[1]) > 0.7 or
            (fabs(xy[0]) > r1 and fabs(xy[1]) < 1e-4)})

n_in = 12
for i in range(n_in):
    a = (i + 0.5) / n_in * 2. - 1.
    line = FieldLine(field, [r0 * (1.2*a - 0.2*a**3), 0.],
        directions='both')
    doc.draw_line(line, linewidth=2.4, arrows_style={'scale':1.1,
        'potential':lambda xy: xy[1], 'at_potentials':[0],
        'condition_func':lambda xy: fabs(xy[0]) < r0})

# draw the magnet manually
colors = ['#00cc00', '#ff0000']
defs = doc.draw_object('defs', {})
grad = doc.draw_object('linearGradient', {'id':'grad',
    'x1':str(r0), 'x2':str(-r0), 'y1':'0', 'y2':'0',
    'gradientUnits':'userSpaceOnUse'}, group=defs)
for col, of, opa in [['#000000', '0', '0.125'],
    ['#ffffff', '0.07', '0.125'], ['#ffffff', '0.25', '0.5'],
    ['#ffffff', '0.6', '0.2'], ['#000000', '1', '0.33']]:
    stop = doc.draw_object('stop', {'stop-color':col, 'offset':of,
        'stop-opacity':opa}, group=grad)
mag = doc.draw_object('g', {'id':'magnet'}, bg=True)
for i in [0, 1]:
    rect = doc.draw_object('rect', group=mag)
    for attr, val in [['x', -r0], ['y', [-h, 0][i]],
        ['width', 2*r0], ['height', [2*h, h][i]],
        ['style', 'fill:{0}; stroke:none'.format(colors[i])]]:
        rect.set(attr, str(val))
rect = doc.draw_object('rect', group=mag)
for attr, val in [['x', -r0], ['y', -h],
    ['width', 2 * r0], ['height', 2 * h],
    ['style', 'fill:url(#grad); stroke-width:0.04; stroke-linejoin:miter; stroke:#000000']]:
    rect.set(attr, str(val))

for x0 in [-r1, r0]:
    mag = doc.draw_object('g')
    for i in [0, 1]:
        rect = doc.draw_object('rect', group=mag)
        for attr, val in [['x', x0], ['y', [-h, 0][i]],
            ['width', r1 - r0], ['height', [2*h, h][i]],
            ['style', 'fill:{0}; stroke:none'.format(
            ['#49da49', '#ff4949'][i])]]:
            rect.set(attr, str(val))
    rect = doc.draw_object('rect', group=mag)
    for attr, val in [['x', x0], ['y', -h],
        ['width', r1 - r0], ['height', 2 * h],
        ['style', 'fill:none; stroke-width:0.04; stroke-linejoin:miter; stroke:#000000']]:
        rect.set(attr, str(val))

doc.write()

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