Codigo de Matlab para el tratamiento de las Graficas de Electromagnetismo

Código de Matlab para el tratamiento de las Gráficas de Electromagnetismo:

Para cada uno de los casos se realizó un Script distino

% AROS CON SAL SIN SIMETRIZAR

% Se usaron coordenadas polares para guradar los datos tomados,
% espec?ficamente 9 radios y 20 ?ngulos dando un total de 181 puntos
% (tomando en cuenta el origen)

% Debido a la simetr?a del problema el hecho de tomar coordenadas polares
% facilita la derivada num?rica, ya que como se mantiene el ?ngulo
% constante el gradiente se reduce a una derivada en la coordenada radial

% Para el caso del campo el?ctrico solo se usan 8 radios, ya que en el
% borde no se tiene ningun dato con el cual realizar la derivada

% Desarrollo:

% El vector x guarda la coordenada x de cada uno de los puntos del
% potencial
x= 1:1:181;

% El vector x_d guarda la coordenada x de cada uno de los puntos del
% campo el?ctrico (hay 20 menos porque en la frontera no se pude calcular)
x_d = 1:1:161;

% El vector y guarda la coordenada y de cada uno de los puntos del
% potencial
y= 1:1:181;

y_d = 1:1:161;

% El vector x guarda el valor del potencial en cada punto
z= 1:1:181;

% El vector Derivadas guarda el valor de la magnitud de la derivada, como
% se est? mantendiendo el ?ngulo constante la variaci?n es solo en la parte
% radial
derivadas = 1:1:161;

% Se leen los datos del Excel
datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/aros-aros con sal');

i = 1;
% Inicializaci?n del valor del radio, se va a comenzar desde afuera hacia
% adentro
r = 9;
m = 1;

% Inicializaci?n del ?ngulo, se va a iniciar desde pi y se va a mover 20
% posiciones en direcci?n horario
theta = pi;

while r>0 % Mientras el radio sea mayor a cero
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20 % Mientras no de la vuelta completa

% Se pasa de las coordenadas polares a caresianas, el tiempo se
% toma el valor del potencial

x(i)= r*cos(theta);
y(i)= r*sin(theta);
z(i)= datos(r+1,21-n);
theta = theta - (pi/10);

if r<9

% Despu?s de la primera linea se comienza el c?lculo de la
% magnitud de la derivada

derivadas(m) = (-z(m)+z(20+m))/0.01;

% Para poder graficar el campo el?ctrico se usan otros
% vectores, ya que los iniciales que contenian el paso de
% coordenadas polares a cartesianas son muy largos (20
% posiciones para ser exactos)

x_d(m)= x(m+20);
y_d(m)= y(m+20);
m=m+1;

end
i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

x(181)=0;
y(181)=0;
z(181)=0;

% Grafica del potencial:

figure('Name','Grafica de los datos del potencial','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial');
stem3(x,y,z,'fill','-w',...
'LineWidth',0.01,...
'MarkerEdgeColor','k',...
'MarkerFaceColor','k',...
'MarkerSize',7)
xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('potencial')
grid on

% Aunque se tomaron 180 puntos no es f?cil ver la superficie con esta
% gr?fica, para mejorarla se hace uso de Interpolaci?n, espec?ficamente de
% la funci?n 'griddata':

figure('Name','Grafica de los datos del potencial interpolados','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial interpolados');
[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
zi = griddata(x,y,z, xi,yi);
surf(xi,yi,zi);
grid on

figure('Name','Lineas equipotenciales','NumberTitle','off')
title('Lineas equipotenciales');
contour(xi,yi,zi, 'LineWidth',2)
grid on

% Grafica de E

i = 1;
r = 8;
m = 1;
theta = pi;

X = [0, 0];
Y = [0, 0];

figure('Name','Campo Electrico','NumberTitle','off')
title('Campo Electrico');

while r>0
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20

if r<9

X(1)=x_d(m);
Y(1)=y_d(m);

X(2) = derivadas(m)*cos(theta+(pi/10))/400 + X(1);
Y(2) = derivadas(m)*sin(theta+(pi/10))/400 + Y(1);

plot(X,Y,'-b','LineWidth',2)
hold on

m=m+1;

end

i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

xlabel('x'), ylabel('y')
grid on

% AROS CON SAL SIMETRIZADOS




% Desarrollo:

% potencial
x= 1:1:181;

x_d = 1:1:161;

% potencial
y= 1:1:181;

y_d = 1:1:161;

z= 1:1:181;

% radial

datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/aros-aros con sal SIM');

i = 1;
% adentro
r = 9;
m = 1;

theta = pi;

theta = pi;
n=0;


x(i)= r*cos(theta);
y(i)= r*sin(theta);

if r<9


derivadas(m) = (-z(m)+z(20+m))/0.01;


x_d(m)= x(m+20);
y_d(m)= y(m+20);
m=m+1;

end
i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

x(181)=0;
y(181)=0;
z(181)=0;


figure('Name','Grafica de los datos del potencial Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial Simetrizado');
'MarkerSize',7)
grid on


figure('Name','Grafica de los datos del potencial interpolados Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial interpolados Simetrizado');
[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
surf(xi,yi,zi);
grid on

contour(xi,yi,zi, 'LineWidth',2)
grid on

% Grafica de E

i = 1;
r = 8;
m = 1;
theta = pi;

X = [0, 0];
Y = [0, 0];

figure('Name','Campo Electrico Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Campo Electrico Simetrizado');

while r>0
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20

if r<9

X(1)=x_d(m);
Y(1)=y_d(m);


hold on

m=m+1;

end

i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

grid on

% PLANOS SIN SAL SIN SIMETRIZAR

datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/plano - plano');

% El vector x va a contener todas las posiciones de las x por orden de las
% equipotenciales, hay 6 voltajes y 20 y's, luego hay 140 x
x = 1:1:120;

% El vector y va a contener todas las posiciones de las y por orden de las
% equipotenciales, hay 6 voltajes y 20 y's, luego hay 140 y
y = 1:1:120;

% El vector z va a contener el valor del voltaje
z = 1:1:120;

% El vector d va a contener la magnitud de la derivada, porque como se
% mantiene y constante solo hay una derivada en la direcci?n x, como no es
% posible evaluar la derivada en el borde solo hay 100 puntos
d = 1:1:100;

% x_d y y_d van a contener la posicion para la grafica de las derivadas
x_d = 1:1:100;
y_d = 1:1:100;

i = 1;
m = 1;

while i<7

j=1;

while j<21

x(m) = datos(j,i);
y(m) = j-11;
z(m) = 8-i;

if i<6

d(m) = -(1)/(datos(j,i) - datos(j,i+1));

x_d(m) = x(m);
y_d(m) = y(m);

end

j = j+1;
m = m+1;

end

i = i+1;

end


'MarkerSize',7)
grid on


[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
surf(xi,yi,zi);
grid on

contour(xi,yi,zi,'LineWidth',2)
grid on

% Grafice del campo el?ctrico

X = [0,0];
Y = [0,0];

figure('Name','Campo Electrico y lineas equipotenciales','NumberTitle','off')
grid on

i = 1;
m = 1;

while i<7

j=1;

while j<21

if i<6

X(1) = x_d(m);
Y(1) = y_d(m);

X(2) = X(1) + (d(m)/5);
Y(2) = Y(1);

hold on

end

j = j+1;
m = m+1;

end

i = i+1;

end

i=1;

Y=-10:1:9;

while i<7

plot(datos(:,i),Y,':k','LineWidth',1.5)
hold on

i = i+1;

end

% PLANOS SIN SAL SIMETRIZADOS

datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/plano - plano -sim');

% El vector x va a contener todas las posiciones de las x por orden de las
% equipotenciales, hay 6 voltajes y 20 y's, luego hay 140 x
x = 1:1:120;

% El vector y va a contener todas las posiciones de las y por orden de las
% equipotenciales, hay 6 voltajes y 20 y's, luego hay 140 y
y = 1:1:120;

% El vector z va a contener el valor del voltaje
z = 1:1:120;

% El vector d va a contener la magnitud de la derivada, porque como se
% mantiene y constante solo hay una derivada en la direcci?n x, como no es
% posible evaluar la derivada en el borde solo hay 100 puntos
d = 1:1:100;

% x_d y y_d van a contener la posicion para la grafica de las derivadas
x_d = 1:1:100;
y_d = 1:1:100;

i = 1;
m = 1;

while i<7

j=1;

while j<21

x(m) = datos(j,i);
y(m) = j-11;
z(m) = 8-i;

if i<6

d(m) = -(1)/(datos(j,i) - datos(j,i+1));

x_d(m) = x(m);
y_d(m) = y(m);

end

j = j+1;
m = m+1;

end

i = i+1;

end


'MarkerSize',7)
grid on


[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
surf(xi,yi,zi);
grid on

grid on

% Grafice del campo el?ctrico

X = [0,0];
Y = [0,0];

figure('Name','Campo Electrico y lineas equipotenciales','NumberTitle','off')
grid on

i = 1;
m = 1;

while i<7

j=1;

while j<21

if i<6

X(1) = x_d(m);
Y(1) = y_d(m);

X(2) = X(1) + (d(m)/5);
Y(2) = Y(1);

hold on

end

j = j+1;
m = m+1;

end

i = i+1;

end

i=1;

Y=-10:1:9;

while i<7

plot(datos(:,i),Y,':k','LineWidth',2)
hold on

i = i+1;

end

% AROS SIN SAL SIN SIMETRIZAR




% Desarrollo:

% potencial
x= 1:1:181;

x_d = 1:1:161;

% potencial
y= 1:1:181;

y_d = 1:1:161;

z= 1:1:181;

% radial

datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/aros-aros sin sal');

i = 1;
% adentro
r = 9;
m = 1;

theta = pi;

theta = pi;
n=0;


x(i)= r*cos(theta);
y(i)= r*sin(theta);

if r<9


derivadas(m) = (-z(m)+z(20+m))/0.01;


x_d(m)= x(m+20);
y_d(m)= y(m+20);
m=m+1;

end
i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

x(181)=0;
y(181)=0;
z(181)=0;


'MarkerSize',7)
grid on


[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
surf(xi,yi,zi);
grid on

grid on

% Grafica de E

i = 1;
r = 8;
m = 1;
theta = pi;

X = [0, 0];
Y = [0, 0];

figure('Name','Campo Electrico','NumberTitle','off')

while r>0
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20

if r<9

X(1)=x_d(m);
Y(1)=y_d(m);


hold on

m=m+1;

end

i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

grid on

% AROS SIN SAL SIMETRIZADOS




% Desarrollo:

% potencial
x= 1:1:181;

x_d = 1:1:161;

% potencial
y= 1:1:181;

y_d = 1:1:161;

z= 1:1:181;

% radial

datos= xlsread('/Users/CarlosAnD/Documents/MATLAB/aros-aros sin sal SIM');

i = 1;
% adentro
r = 9;
m = 1;

theta = pi;

theta = pi;
n=0;


x(i)= r*cos(theta);
y(i)= r*sin(theta);

if r<9


derivadas(m) = (-z(m)+z(20+m))/0.01;


x_d(m)= x(m+20);
y_d(m)= y(m+20);
m=m+1;

end
i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

x(181)=0;
y(181)=0;
z(181)=0;


figure('Name','Grafica de los datos del potencial Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial Simetrizado');
'MarkerSize',7)
grid on


figure('Name','Grafica de los datos del potencial interpolados Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Grafica de los datos del pontencial interpolados Simetrizado');
[xi, yi] = meshgrid(-10:0.5:10, -10:0.5:10);
surf(xi,yi,zi);
grid on

grid on

% Grafica de E

i = 1;
r = 8;
m = 1;
theta = pi;

X = [0, 0];
Y = [0, 0];

figure('Name','Campo Electrico Simetrizado','NumberTitle','off')
title('Campo Electrico Simetrizado');

while r>0
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20

if r<9

X(1)=x_d(m);
Y(1)=y_d(m);


hold on

m=m+1;

end

i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

grid on

clear all,close all,clc
x= 1:1:181;
x_d = 1:1:161;
y= 1:1:181;
y_d = 1:1:161;
z= 1:1:181;
datos= xlsread('aros-aros con sal');
i = 1;
r = 9;
m = 1;
theta = pi;
while r>0
theta = pi;
n=0;
while theta>-3.20

x(i)= r*cos(theta);
y(i)= r*sin(theta);

if r<9
derivadas(m) = (-z(m)+z(20+m))/0.01;
x_d(m)= x(m+20);
y_d(m)= y(m+20);
m=m+1;

end
i=i+1;
n=n+1;
end
r=r-1;

end

x(181)=0;
y(181)=0;
z(181)=0;
figure(1)
'MarkerEdgeColor','b',...
'MarkerFaceColor',[.49 1 .63],...
'MarkerSize',2)
figure(2)
stem3(x_d,y_d,derivadas,'fill','-w',...
'MarkerEdgeColor','b',...
'MarkerFaceColor',[.49 1 .63],...
'MarkerSize',2)

datos=xlsread('Barra y puntilla (agua y sal)(1) simetrizado.xlsx');%Permite extraer los datos de Excel para acomadarlos de forma matricial en Matlab
[f,c]=size(datos); %creacion da una matriz con tamano igual a la cantidad de datos f corresponde a las fila y c corresponde a las columnas
v=zeros(f-1,c-1);%Creacion de matriz del voltaje
x=zeros(1,c-1);%Creacion de la matriz de x
y=zeros(f-1,1);%Creacion de la matriz y
for b=1:f,%Metodo que permite la extraccion de los datos, matriz de tamano f en pasos de 1
for a=1:c, %Matriz de tamano de las columnas
if ((a>1) & (b>1))
v(b-1,a-1)=datos(b,a);%Permite la creacion de la matriz de voltajes
end
if ((b==1) & (a>1))
x(a-1)=datos(1,a); %posici?n x en cm
end
if ((b>1) & (a==1))
y(b-1)=datos(b,1); %posici?n y en cm
end
end
end

figure(1)
surf(x,y,v)
figure(2)
[X,Y] = meshgrid(x,y);
mesh(X,Y,v)
vmax=max(max(v));
vmin=min(min(v));
dv=(vmax-vmin)/20;
nivel=vmin+(0.5*dv):dv:vmax;
h=contour(X,Y,v,nivel);
figure(3)
[DX,DY] = gradient(v,.1,.1);
contour(X,Y,v)
hold on
quiver(X,Y,DX,DY)

datos= xlsread('F:\Datos Electro\Barra y puntilla (agua y sal)(1)');
figure
surf(datos)

datos1= xlsread('F:\Datos Electro\sal');
figure
surf(datos1)

X = (-2:0.5:1.5),(-7.5:0.5:7) ;
Y = X;

i = 1;
j = 1;

while i<9

while j<31

DX(i,j)= ((datos(i+1,j))-(datos(i,j)))/0.05;
DY(i,j)= ((datos(i,j+1))-(datos(i,j)))/0.05;
j=j+1;
end

i=i+1;
end

Codigo de Matlab para el tratamiento de las Graficas de Electromagnetismo

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