矢量字段无法正确显示matplotlib

Question

我试图用matplotlib绘制一个矢量场，但它没有正确绘制，我无法弄清楚我做错了什么。

要绘制的矢量场是固定高度的无限长直线的磁场。我应该得到的是：

我知道矢量场的方程（在圆柱坐标系中）是：

B（r）=（u0 / 2 * pi）*（i / r）

其中： u0是一个常数（正）， 我是电线中的电流， r是线的距离（z轴）。

以下是使用以下代码获得的图片： 如您所见，除了导线中心的问题外，左半部分的矢量指向错误的方向。 此外，是否有功能在3d中绘制字段？比如matlab中的quiver3？ 感谢

x,y = np.meshgrid(x,y)

def E(x,y):
    i = 3
    mu = 2
    mag = (mu/(2*np.pi))*(i/np.sqrt((x)**2+(y)**2))
    ey = mag * (np.cos(np.arctan(y/x)))
    ex = mag * (-np.sin(np.arctan(y/x)))
    return ex,ey

ex,ey = E(x,y)
plt.quiver(x,y,ex,ey,pivot='middle',color='r',headwidth=4,headlength=6)
plt.show()

Answer 1

1. 核心处的长箭头是由于磁场非常靠近电线而爆炸。删除/屏蔽网格中与某些r=sqrt(x**2 + y**2) < r_min r_min对应的x，y值，以便删除那些大箭头，或者增加网格的间距，使这些大箭头有一些空间呼吸

2. x<0的错误箭头指示是由于您使用arctan而不是arctan2 specifically designed for use in 4 quadrants（从+ x轴测量）。< / p>

3. 确实有3D quiver。要开始使用它，您可以执行

from mpl_toolkits.mplot3d import Axes3D
import matplotlib.pyplot as plt

X, Y, Z = #3D meshgrid of positions
U, V, W = #3D meshgrid of directions

fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.quiver(X, Y, Z, U, V, W, **kwargs)