電磁場(chǎng)

前言

電磁場(chǎng)課程是電氣工程學(xué)科本科生必修的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本書(shū)根據(jù)“全國(guó)高等學(xué)校電氣信息類電磁場(chǎng)課程教學(xué)基本要求”，以作者編寫(xiě)的電氣工程學(xué)科本科生電磁場(chǎng)講義為基礎(chǔ)修訂而成。本書(shū)可作為高等學(xué)校電氣工程學(xué)科電磁場(chǎng)課程的授課教材或教學(xué)參考書(shū)。本書(shū)的主要內(nèi)容是闡述宏觀電磁場(chǎng)的基本理論。全書(shū)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(chǎng)的分析方法。如果學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)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(chǎng)理論發(fā)展歷史順序闡述，先是穩(wěn)恒場(chǎng)，然后是時(shí)變場(chǎng)。第2章為靜電場(chǎng)，第3章為穩(wěn)恒電場(chǎng)，第4章為穩(wěn)恒磁場(chǎng)，這三章都是場(chǎng)量不隨時(shí)間變化的穩(wěn)恒場(chǎng)，主要包括穩(wěn)恒場(chǎng)的性質(zhì)、場(chǎng)的方程以及邊界條件、場(chǎng)的求解方法、電路參數(shù)（電容、電阻、電感）的計(jì)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(duì)稱細(xì)直天線的輻射，重點(diǎn)是電偶極子的輻射。第8章簡(jiǎn)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(shí)不夠，這一章可作為自學(xué)部分。書(shū)中章節(jié)序號(hào)左上角標(biāo)有星號(hào)“*”的，表示該章節(jié)可作為選學(xué)部分。從作者的教學(xué)實(shí)踐看，本書(shū)內(nèi)容全部講授大約需要56學(xué)時(shí)，若不講授標(biāo)有星號(hào)“?”的內(nèi)容大約需要48學(xué)時(shí)。

內(nèi)容概要

　　《電磁場(chǎng)》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，其主要內(nèi)容是闡述宏觀電磁場(chǎng)的基本理論?！峨姶艌?chǎng)》正文共有8章。第1章介紹矢量分析；第2章討論靜電場(chǎng)；第3章討論穩(wěn)恒電場(chǎng)；第4章討論穩(wěn)恒磁場(chǎng)；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(chǎng)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(shū)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(hào)、電磁波的波段等?！　　峨姶艌?chǎng)》可作為高等學(xué)校電氣工程學(xué)科“電磁場(chǎng)”課程的授課教材，也可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

緒論第1章 矢量分析1.1 場(chǎng)的描述1.2 場(chǎng)的幾何表示1.2.1 等值面1.2.2 矢量線1.3 標(biāo)量場(chǎng)的梯度1.4 矢量場(chǎng)的散度1.5 矢量場(chǎng)的旋度1.6 矢量場(chǎng)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(chǎng)2.1 真空中靜電場(chǎng)的規(guī)律2.1.1 庫(kù)侖定律2.1.2 電場(chǎng)強(qiáng)度2.1.3 電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)2.3.2 外電場(chǎng)中的電偶極子2.4 電介質(zhì)中的靜電場(chǎng)2.4.1 電介質(zhì)的極化2.4.2 極化電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)2.4.3 電介質(zhì)內(nèi)場(chǎng)量的約束方程2.4.4 線性、各向同性、均勻無(wú)界介質(zhì)中的靜電場(chǎng)2.5 電場(chǎng)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(shuō)明2.6 靜電場(chǎng)解的唯一性定理2.7 靜電場(chǎng)的求解方法2.7.1 求解方法的特點(diǎn)2.7.2 鏡像法2.7 ,3分離變量法2.8 電場(chǎng)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(chǎng)力2.10.1 用電場(chǎng)強(qiáng)度定義式計(jì)算電場(chǎng)力2.10.2 用虛位移法計(jì)算電場(chǎng)力小結(jié)習(xí)題第3章 穩(wěn)恒電場(chǎng)3.1 連續(xù)性方程3.2 穩(wěn)恒電場(chǎng)的性質(zhì)和基本方程3.2.1 穩(wěn)恒電場(chǎng)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(chǎng)的基本方程和電位方程3.3 穩(wěn)恒電場(chǎng)的邊界條件3.4 穩(wěn)恒電場(chǎng)的邊值問(wèn)題3.5 穩(wěn)恒電場(chǎng)與靜電場(chǎng)的相似性3.5.1 靜電比擬3.5.2 電阻與電容的對(duì)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(cè)量電阻率的四探針?lè)?.7.1 測(cè)量方法3.7.2 測(cè)量原理3.7.3 關(guān)于測(cè)量方法的說(shuō)明小結(jié)習(xí)題第4章 穩(wěn)恒磁場(chǎng)4.1 真空中穩(wěn)恒磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)4.2.3 外磁場(chǎng)中的磁偶極子4.3 磁介質(zhì)中的穩(wěn)恒磁場(chǎng)4.3.1 磁介質(zhì)的磁化4.3.2 磁介質(zhì)中的場(chǎng)方程4.3.3 線性、各向同性、均勻無(wú)限大磁介質(zhì)中場(chǎng)的計(jì)算4.4 磁場(chǎng)邊界條件4.5 穩(wěn)恒磁場(chǎng)的邊值問(wèn)題及其求解4.5.1 線性磁介質(zhì)中的一般邊值問(wèn)題4.5.2 磁矢位邊值問(wèn)題4.5.3 磁標(biāo)位邊值問(wèn)題4.5.4 例題4.6 磁場(chǎng)能量4.6.1 磁場(chǎng)能量的一般表達(dá)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(chǎng)能量4.6.4 空氣中磁場(chǎng)能量與電場(chǎng)能量的對(duì)比4.7 電感4.7.1 自感4.7.2 互感4.7.3 利用磁場(chǎng)能量計(jì)算電感4.7.4 關(guān)于電感的說(shuō)明4.8 載流導(dǎo)體受到的磁場(chǎng)力，4.8.1 用安培力公式計(jì)算磁場(chǎng)力4.8.2 用虛位移法計(jì)算磁場(chǎng)力小結(jié)習(xí)題第5章 時(shí)變電磁場(chǎng)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(shí)諧電磁場(chǎng)5.4.1 時(shí)諧電磁場(chǎng)的特點(diǎn)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(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：五、為什么學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)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(kāi)基礎(chǔ)科學(xué)。電磁場(chǎng)課程是電氣工程學(xué)科的基礎(chǔ)課程，與其他專業(yè)性強(qiáng)的課程相比，更接近事物的本質(zhì)。專業(yè)性強(qiáng)的課程，應(yīng)用范圍相對(duì)小，知識(shí)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(shí)點(diǎn)比較穩(wěn)定，大部分內(nèi)容幾十年不變，所以做學(xué)生時(shí)學(xué)好電磁場(chǎng)理論，將來(lái)工作適應(yīng)性就強(qiáng)，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(huì)，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(huì)產(chǎn)生許多個(gè)“為什么”。如果能夠了解一些電磁現(xiàn)象和規(guī)律，我們?cè)谟龅絾?wèn)題時(shí)就不至于茫然不解，特別是對(duì)于電氣工程學(xué)科的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)電磁場(chǎng)理論也是專業(yè)素質(zhì)教育的需要。六、怎樣學(xué)好電磁場(chǎng)課程電磁場(chǎng)理論比較抽象，包含的內(nèi)容也比較多，為了學(xué)好這門(mén)課，作者建議：（1）不排斥數(shù)學(xué)推導(dǎo)。目前，電磁場(chǎng)規(guī)律都是用數(shù)學(xué)式表示的，如果不用數(shù)學(xué)式，說(shuō)明的文字就會(huì)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(zhǔn)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(cè)新的現(xiàn)象，如此反復(fù)，就會(huì)促進(jìn)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(chǎng)的規(guī)律，最終只能浮在表面。（2）以質(zhì)疑的態(tài)度看書(shū)。靜下心來(lái)，一邊逐字逐句閱讀教科書(shū)，一邊用心思考，是最重要的學(xué)習(xí)途徑。但讀書(shū)不能無(wú)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(wèn)題。讀書(shū)要處處質(zhì)疑，“于不疑處有疑，方是進(jìn)矣”。（3）多做習(xí)題。做習(xí)題就要?jiǎng)邮?、?dòng)腦，這樣就可以起到強(qiáng)化和鞏固所學(xué)知識(shí)的作用。另一方面，做習(xí)題可以把表面上懂了而實(shí)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(tīng)懂了，書(shū)也看懂了，但一碰到習(xí)題就不知從何處下手。通過(guò)思考把習(xí)題做出來(lái)后，再回頭看書(shū)，理解就會(huì)深入一個(gè)層次。很難想象，一個(gè)人不做習(xí)題就能學(xué)好一門(mén)課。

編輯推薦

《電磁場(chǎng)》是由高等教育出版社出版的。

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