電磁場

前言

電磁場課程是電氣工程學(xué)科本科生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本書根據(jù)“全國高等學(xué)校電氣信息類電磁場課程教學(xué)基本要求”，以作者編寫的電氣工程學(xué)科本科生電磁場講義為基礎(chǔ)修訂而成。本書可作為高等學(xué)校電氣工程學(xué)科電磁場課程的授課教材或教學(xué)參考書。本書的主要內(nèi)容是闡述宏觀電磁場的基本理論。全書共有8章。第1章闡述矢量分析，力求從理論上提供一般矢量場的分析方法。如果學(xué)生已學(xué)習(xí)過矢量分析，這一章可作為復(fù)習(xí)內(nèi)容，不再講授。從第2章起，大體按電磁場理論發(fā)展歷史順序闡述，先是穩(wěn)恒場，然后是時變場。第2章為靜電場，第3章為穩(wěn)恒電場，第4章為穩(wěn)恒磁場，這三章都是場量不隨時間變化的穩(wěn)恒場，主要包括穩(wěn)恒場的性質(zhì)、場的方程以及邊界條件、場的求解方法、電路參數(shù)（電容、電阻、電感）的計算方法以及受力分析。第5章闡述麥克斯韋方程組的建立及其在渦流分析方面的應(yīng)用。第6章闡述電磁波的傳播規(guī)律，主要包括平面電磁波的反射、折射、全反射、偏振以及電磁波的定向傳播。第7章闡述電磁波的輻射，主要包括電磁輻射應(yīng)滿足的條件，電磁位的推遲效應(yīng)，電偶極子、磁偶極子和對稱細直天線的輻射，重點是電偶極子的輻射。第8章簡要闡述超導(dǎo)體的電磁性質(zhì)，由于超導(dǎo)體的應(yīng)用逐漸增多，作為電類學(xué)科的學(xué)生有必要學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，如果學(xué)時不夠，這一章可作為自學(xué)部分。書中章節(jié)序號左上角標有星號“*”的，表示該章節(jié)可作為選學(xué)部分。從作者的教學(xué)實踐看，本書內(nèi)容全部講授大約需要56學(xué)時，若不講授標有星號“?”的內(nèi)容大約需要48學(xué)時。

內(nèi)容概要

　　《電磁場》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，其主要內(nèi)容是闡述宏觀電磁場的基本理論?！峨姶艌觥氛墓灿?章。第1章介紹矢量分析；第2章討論靜電場；第3章討論穩(wěn)恒電場；第4章討論穩(wěn)恒磁場；第5章介紹麥克斯韋方程組的建立及其在渦流分析方面的應(yīng)用；第6章討論電磁波的傳播規(guī)律，主要包括平面電磁波的反射、折射、全反射、偏振以及電磁波的定向傳播；第7章討論電磁波的輻射；第8章介紹超導(dǎo)體的唯象理論以及超導(dǎo)體中電磁場的分析求解方法。為便于學(xué)習(xí)，每章后均附有小結(jié)和習(xí)題，書后有習(xí)題參考解答，附錄中給出了常用公式、主要常數(shù)、單位、符號、電磁波的波段等?！　　峨姶艌觥房勺鳛楦叩葘W(xué)校電氣工程學(xué)科“電磁場”課程的授課教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論第1章 矢量分析1.1 場的描述1.2 場的幾何表示1.2.1 等值面1.2.2 矢量線1.3 標量場的梯度1.4 矢量場的散度1.5 矢量場的旋度1.6 矢量場解的唯一性定理1.7 邊界條件1.7.1 法向邊界條件1.7.2 切向邊界條件1.7.3 邊界條件的統(tǒng)一形式小結(jié)習(xí)題第2章 靜電場2.1 真空中靜電場的規(guī)律2.1.1 庫侖定律2.1.2 電場強度2.1.3 電場強度的散度和旋度2.2 電位及其方程2.2.1 電位的引入2.2.2 電位的方程2.2.3 由電場強度求電位2.2.4 靜電位能2.3 電偶極子2.3.1 電偶極子產(chǎn)生的電場2.3.2 外電場中的電偶極子2.4 電介質(zhì)中的靜電場2.4.1 電介質(zhì)的極化2.4.2 極化電荷產(chǎn)生的電場2.4.3 電介質(zhì)內(nèi)場量的約束方程2.4.4 線性、各向同性、均勻無界介質(zhì)中的靜電場2.5 電場邊界條件2.5.1 法向邊界條件2.5.2 切向邊界條件2.5.3 導(dǎo)體和電介質(zhì)邊界面上的邊界條件2.5.4 關(guān)于邊界條件的說明2.6 靜電場解的唯一性定理2.7 靜電場的求解方法2.7.1 求解方法的特點2.7.2 鏡像法2.7 ,3分離變量法2.8 電場能量2.9 導(dǎo)體系統(tǒng)的電容2.9.1 電容2.9.2 部分電容2.10 帶電體受到的電場力2.10.1 用電場強度定義式計算電場力2.10.2 用虛位移法計算電場力小結(jié)習(xí)題第3章 穩(wěn)恒電場3.1 連續(xù)性方程3.2 穩(wěn)恒電場的性質(zhì)和基本方程3.2.1 穩(wěn)恒電場的分布3.2.2 歐姆定律的微分形式3.2.3 導(dǎo)體中自由電荷的分布3.2.4 穩(wěn)恒電流的分布3.2.5 穩(wěn)恒電場的基本方程和電位方程3.3 穩(wěn)恒電場的邊界條件3.4 穩(wěn)恒電場的邊值問題3.5 穩(wěn)恒電場與靜電場的相似性3.5.1 靜電比擬3.5.2 電阻與電容的對應(yīng)3.6 絕緣電阻和接地電阻3.6.1 絕緣電阻3.6.2 接地電阻?3.7 測量電阻率的四探針法3.7.1 測量方法3.7.2 測量原理3.7.3 關(guān)于測量方法的說明小結(jié)習(xí)題第4章 穩(wěn)恒磁場4.1 真空中穩(wěn)恒磁場的規(guī)律4.1.1 磁通密度4.1.2 磁通密度的散度和旋度4.1.3 磁場求解例4.2 磁偶極子4.2.1 磁偶極子的磁矢位4.2.2 磁偶極子產(chǎn)生的磁場4.2.3 外磁場中的磁偶極子4.3 磁介質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場4.3.1 磁介質(zhì)的磁化4.3.2 磁介質(zhì)中的場方程4.3.3 線性、各向同性、均勻無限大磁介質(zhì)中場的計算4.4 磁場邊界條件4.5 穩(wěn)恒磁場的邊值問題及其求解4.5.1 線性磁介質(zhì)中的一般邊值問題4.5.2 磁矢位邊值問題4.5.3 磁標位邊值問題4.5.4 例題4.6 磁場能量4.6.1 磁場能量的一般表達式4.6.2 鐵磁物質(zhì)的磁滯損耗4.6.3 線性磁介質(zhì)中的磁場能量4.6.4 空氣中磁場能量與電場能量的對比4.7 電感4.7.1 自感4.7.2 互感4.7.3 利用磁場能量計算電感4.7.4 關(guān)于電感的說明4.8 載流導(dǎo)體受到的磁場力，4.8.1 用安培力公式計算磁場力4.8.2 用虛位移法計算磁場力小結(jié)習(xí)題第5章 時變電磁場5.1 法拉第感應(yīng)定律的微分形式5.2 麥克斯韋方程組和邊界條件5.2.1 微分形式的麥克斯韋方程組5.2.2 積分形式的麥克斯韋方程組5.2.3 本構(gòu)關(guān)系5.2.4 邊界條件5.3 坡印亭定理5.4 時諧電磁場5.4.1 時諧電磁場的特點第6章 電磁波的傳播第7章 電磁波的輻射第8章 超導(dǎo)電性附錄習(xí)題參考解答名詞索引參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：五、為什么學(xué)習(xí)電磁場課程現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展很快，新概念、新設(shè)備層出不窮，但根基都離不開基礎(chǔ)科學(xué)。電磁場課程是電氣工程學(xué)科的基礎(chǔ)課程，與其他專業(yè)性強的課程相比，更接近事物的本質(zhì)。專業(yè)性強的課程，應(yīng)用范圍相對小，知識更新速度快，需要我們不斷學(xué)習(xí)才能適應(yīng)，而基礎(chǔ)課程的基本框架和知識點比較穩(wěn)定，大部分內(nèi)容幾十年不變，所以做學(xué)生時學(xué)好電磁場理論，將來工作適應(yīng)性就強，有更廣闊的發(fā)展空間。學(xué)科基礎(chǔ)課并不僅僅是為專業(yè)課打基礎(chǔ)的。我們生活在現(xiàn)代社會，處在復(fù)雜的電磁環(huán)境中，天天與通信工具、電氣設(shè)備打交道，會產(chǎn)生許多個“為什么”。如果能夠了解一些電磁現(xiàn)象和規(guī)律，我們在遇到問題時就不至于茫然不解，特別是對于電氣工程學(xué)科的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)電磁場理論也是專業(yè)素質(zhì)教育的需要。六、怎樣學(xué)好電磁場課程電磁場理論比較抽象，包含的內(nèi)容也比較多，為了學(xué)好這門課，作者建議：（1）不排斥數(shù)學(xué)推導(dǎo)。目前，電磁場規(guī)律都是用數(shù)學(xué)式表示的，如果不用數(shù)學(xué)式，說明的文字就會很多，而且往往敘述不清，反而更難理解。用數(shù)學(xué)式可以準確、清晰地表示物理規(guī)律，在此基礎(chǔ)上利用數(shù)學(xué)理論就可以預(yù)測新的現(xiàn)象，如此反復(fù)，就會促進科學(xué)發(fā)展。如果回避數(shù)學(xué)式，那就很難真正理解電磁場的規(guī)律，最終只能浮在表面。（2）以質(zhì)疑的態(tài)度看書。靜下心來，一邊逐字逐句閱讀教科書，一邊用心思考，是最重要的學(xué)習(xí)途徑。但讀書不能無條件接受，不要以為前人已經(jīng)做了很多，理論都已成熟，初學(xué)者不可能提出什么問題。讀書要處處質(zhì)疑，“于不疑處有疑，方是進矣”。（3）多做習(xí)題。做習(xí)題就要動手、動腦，這樣就可以起到強化和鞏固所學(xué)知識的作用。另一方面，做習(xí)題可以把表面上懂了而實際上并不真正理解的地方弄明白。我們經(jīng)常遇到這樣的情況，課聽懂了，書也看懂了，但一碰到習(xí)題就不知從何處下手。通過思考把習(xí)題做出來后，再回頭看書，理解就會深入一個層次。很難想象，一個人不做習(xí)題就能學(xué)好一門課。

編輯推薦

《電磁場》是由高等教育出版社出版的。

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