diff options
Diffstat (limited to '')
| -rw-r--r-- | fiz/naloga/numerično.c | 159 |
1 files changed, 159 insertions, 0 deletions
diff --git a/fiz/naloga/numerično.c b/fiz/naloga/numerično.c new file mode 100644 index 0000000..e102899 --- /dev/null +++ b/fiz/naloga/numerično.c @@ -0,0 +1,159 @@ +#include <stdlib.h> +#include <stdio.h> +#include <error.h> +#include <math.h> +#define UVOD "program za numerični izračun jakosti magnetnega polja okoli helmholtzove tuljave\n" \ + "sem spisal anton luka šijanec za projektno nalogo pri fiziki v tretjem letniku gimb.\n" \ + "uporaba: %s in argumenti po vrsti:\n" \ + " 1. radij enega navitja v metrih\n" \ + " 2. tok, ki teče po vodniku v amperih\n" \ + " 3. število navojev na enem navitju\n" \ + " 4. razmak med merilnimi točkami v metrih\n" \ + " 5. koliko meritev od središča v obe dimenziji naj napravimo\n" \ + " 6. koliko kotov naj ima navitje - računamo, kot da je mnogokotnik\n" \ + " 7. tip izhodnih podatkov (pgm ali csv)\n" \ + "oblika izhodnih podatkov, če je 7. parameter pgm, so pgm slike z vrednostmi 0-255\n" \ + " - slika je prerez tuljave. magnetno polje teče vodoravno.\n" \ + " - vrednosti direktno korelirajo z izračunano jakostjo v decigaussih: 10e-5 tesla\n" \ + " - slika je široka 1+2*koliko in visoka 1+2*koliko (5. argument) slikovnih točk\n" \ + "oblika izhodnih podatkov, če je 7. parameter csv, je csv, z naslednjimi stolpci:\n" \ + " 1. vodoravna komponenta oddaljenosti od središča tuljave v metrih\n" \ + " 2. navpična komponenta oddaljenosti od središča tuljave v metrih\n" \ + " 3. jakost magnetnega polja v teslah - tokrat ni v decigaussih!\n" \ + " 4. smer vektorja magnetnega polja v radianih. 0 radianov je smer v desno" +enum oblika { + PGM, + CSV +}; +struct vektor { + long double i; // x - desno na sliki + long double j; // y - gor na sliki + long double k; // z - v monitor +}; +struct vektor seštej (struct vektor a, struct vektor b) { + struct vektor r = { + .i = a.i + b.i, + .j = a.j + b.j, + .k = a.k + b.k, + }; + return r; +} +struct vektor vektorski_produkt (struct vektor a, struct vektor b) { // ne bom implementiral + struct vektor r = { // matrik + .i = a.j*b.k - a.k*b.j, + .j = a.k*b.i - a.i*b.k, + .k = a.i*b.j - a.j*b.i + }; + return r; +} +struct vektor množi (struct vektor a, long double d) { + struct vektor r = { + .i = a.i * d, + .j = a.j * d, + .k = a.k * d + }; + return r; +} +long double absolutno (struct vektor a) { + return sqrtl(a.i*a.i+a.j*a.j+a.k*a.k); +} +#define MU0 4e-6*M_PI +struct vektor tuljava (long double R, unsigned kotov, struct vektor m /* meritev - krajevni */) { + long double dl_abs = 2*M_PI*R/kotov; // metri - dolžina vodnika + long double dr = 2*M_PI/kotov; // radiani - kot med dl in točko na (0,R - vrh zanke) + struct vektor B = { + .i = 0, + .j = 0, + .k = 0 + }; + for (unsigned i = 0; i < kotov; i++) { + long double theta = dr*i; // kot na krogu + struct vektor dl; + dl.j = cosl(theta)*dl_abs; + dl.k = -sinl(theta)*dl_abs; // minus po skici sodeč ://of.sijanec.eu/sfu/skic.jpg + dl.i = 0; // sicer je vseeno, m je na z = 0 in gledamo vse + struct vektor r; + r.i = 0; + r.j = sinl(theta)*R; + r.k = cosl(theta)*R; + r = seštej(r, m); + B = seštej(B, + množi( + vektorski_produkt(dl, r), + 1/(absolutno(r)*absolutno(r)*absolutno(r)) + ) + ); + } + B = množi(B, MU0/(4*M_PI)); + return B; +} // ena zanka ob toku 1 A. pomnoži s tokom in številom navitij. 0,0 je v sredini. B teče v desno. +void natisni (FILE * f, struct vektor v, const char * i) { + fprintf(f, "vektor %s {\n\t.i = %Lf,\n\t.j = %Lf,\n\t.k = %Lf\n}\n", i, v.i, v.j, v.k); +} +int main (int argc, char ** argv) { + if (argc != 1 + 7) + error(1, 0, UVOD, argv[0] ? argv[0] : "./numerično"); + long double R = strtold(argv[1], NULL); + long double I = strtold(argv[2], NULL); + unsigned n = strtol(argv[3], NULL, 10); + long double razmak = strtold(argv[4], NULL); + int koliko = strtold(argv[5], NULL); + unsigned kotov = strtol(argv[6], NULL, 10); + enum oblika oblika = argv[7][0] == 'p' || argv[7][0] == 'P' ? PGM : CSV; + struct vektor merilno_mesto = { // krajevni vektor + .k = 0 + }; + if (oblika == CSV) + error(2, 0, "CSV oblika še ni implementirana."); + printf("P5 %u %u 255\n", koliko*2+1, koliko*2+1); + struct vektor Rpolovic = { + .i = R/2, + .j = 0, + .k = 0 + }; + for (int i = -koliko; i <= koliko; i++) { + merilno_mesto.i = i*razmak; + for (int j = -koliko; j <= koliko; j++) { + merilno_mesto.j = j*razmak; + unsigned long long int out = + 1000*absolutno(seštej( + množi( + množi( + tuljava( + R, + kotov, + seštej( + merilno_mesto, + Rpolovic + ) + ), + n + ), + I + ), + množi( + množi( + tuljava( + R, + kotov, + seštej( + merilno_mesto, + množi( + Rpolovic, + -1 + ) + ) + ), + n + ), + I + ) + )); + if (out > 255) + putchar(255); + else + putchar(out); + } + } + return 0; +} |