工程电磁场原理

引言

1. 电磁现象的研究·电磁场理论的建立

2. 场的描述

3. 电磁场学科与电磁场工程

4. 课程体系与内容的考虑

第1章 电磁场的数学物理基础

1.1 电磁场物理模型的构成

1.1.1 电磁场的基本物理量——源量和场量

1.1.2 电磁场中的媒质及其电磁性能参数

1.2 矢量分析

1.2.1 矢量代数

1.2.2 坐标系统

1.2.3 矢量积分

1.2.4 标量场的梯度

1.2.5 矢量场的散度

1.2.6 矢量场的旋度

1.3 场论基础

1.3.1 散度定理

1.3.2 斯托克斯定理

1.3.3 无散场与无旋场

1.3.4 亥姆霍兹定理

1.4 电磁场的基本规律——麦克斯韦方程组

1.4.1 电磁感应定律

1.4.2 全电流定律

1.4.3 麦克斯韦方程组

习题

提要

第2章 静态电磁场I：静电场

2.1 基本方程与场的特性

2.1.1 静电场的基本方程

2.1.2 真空中的高斯定理·静电场的有散性

2.1.3 静电场的无旋性

2.2 自由空间中的电场

2.2.1 自由空间中的E和ф

2.2.2 场分布：基于场量E的分析

2.2.3 场分布：基于位函数ф的分析

2.2.4 电场线和等位面(线)

2.3 导体和电介质

2.3.1 静电场中的导体

2.3.2 静电场中的电介质·电介质的极化

2.4 电介质中的电场

2.4.1 电介质中的高斯定理

2.4.2 介电常数·击穿场强

2.4.3 不同媒质分界面上的边界条件

2.5 边值问题

2.5.1 数学模型——边值问题

2.5.2 直接积分法

2.5.3 分离变量法

2.5.4 静电场解的唯一性

2.6 镜像法

2.6.1 点电荷与无限大接地导电平面系统的电场

2.6.2 电轴与无限大接地导电平面系统的电场

2.6.3 电轴法

2.6.4 点电荷与无限大介质平面系统的电场

2.6.5 点电荷与导体球系统的电场

2.7 数值计算方法——有限差分法

2.7.1 引言

2.7.2 差分与差商

2.7.3 有限差分法(FDM)

2.8 电容·部分电容

2.8.1 两导体系统的电容

2.8.2 多导体系统的电荷与电位·部分电容

2.8.3 静电屏蔽

2.9 静电场能量

2.9.1 带电体系统中的静电场能量

2.9.2 静电能量的分布及其分布密度

2.1 0电场力

习题

提要

第3章 静态电磁场Ⅱ：恒定电流的电场和磁场

3.1 恒定电场的基本方程与场的特性

3.1.1 恒定电场的基本方程·无散、无旋场

3.1.2 电功率?电动势

3.1.3 不同媒质分界面上的边界条件

3.2 恒定电场与静电场的比拟·接地系统

3.2.1 静电比拟

3.2.2 接地电阻

3.2.3 跨步电压

3.3 恒定磁场的基本方程与场的特性

3.3.1 恒定磁场的基本方程

3.3.2 真空中的安培环路定律·恒定磁场的有旋性

3.3.3 磁通连续性原理·恒定磁场的无散性

3.3.4 毕奥一萨伐尔定律

3.4 自由空间中的磁场

3.4.1 场分布：基于场量B的分析

3.4.2 场分布：基于矢量磁位A的分析

3.4.3 场分布：基于标量磁位ф的分析

3.4.4 磁场线

3.5 媒质中的磁场

3.5.1 媒质磁化

3.5.2 磁场强度日·一般形式的安培环路定律

3.5.3 不同媒质分界面上的边界条件

3.5.4 场分布：基于场量H的分析；边值问题；镜像法

36电感

3.6.1 自感

3.6.2 互感

3.6.3 线形回路的电感

3.7 磁场能量

3.7.1 载流回路系统中的磁场能量

3.7.2 磁场能量的分布及其分布密度

3.8 磁场力

习题

提要

第4章 动态电磁场I：基本理论与准静态电磁场

4.1 动态电磁场的基本方程与边界条件

4.1.1 动态电磁场的基本方程

4.1.2 动态电磁场的边界条件

4.2 时谐电磁场

4.2.1 时谐电磁场的复数表示

4.2.2 有损媒质的复数表示

4.3 电磁场能量·坡印廷定理

4.4 电磁位

4.4.1 电磁位·洛伦兹规范

4.4.2 非齐次波动方程

4.4.3 电磁位的积分解

4.5 准静态电磁场

4.5.1 电准静态场与磁准静态场

4.5.2 导电媒质中自由电荷的弛豫过程

4.5.3 导电媒质中的磁扩散·磁屏蔽

4.5.4 集肤效应·涡流

习题

提要

第5章 动态电磁场Ⅱ：电磁辐射与电磁波

5.1 电磁辐射

5.1.1 电偶极子的电磁场

5.1.2 近场与远场

5.1.3 方向图

5.1.4 线天线与天线阵

……

第6章 工程电磁应用专题

附录

习题答案

索引

参考书目

《工程电磁场原理（第2版）》源于教育部高等教育面向2l世纪教学内容和课程体系改革计划的研究成果，其第1版是面向21世纪课程教材，同时还被列入普通高等教育“十五”国家级教材规划。本教材继续被列入普通高等教育“十一五”国家级教材规划。全书体系面向高等工程教育，以电气信息类学生拓宽专业培养口径为立足点，依循日益发展的电磁场工程学科与相关学科融合的特点，突出强电与弱电的结合，电磁理论与工程实践的结合，较好地处理了与物理中电磁学的关系，并引入“工程电磁场应用专题”，展示了电磁场与前沿科学问的结合点。全书主要内容为：电磁场的数学物理基础、静态电磁场I（静电场）、静态磁场Ⅱ（恒定电流的电场和磁场）、动态电磁场（基本理论与准静态电磁场）、动态电磁扬Ⅱ（电磁辐射与电磁波）和工程电磁场应用专题。，《工程电磁场原理（第2版）》可供普通高等学校电气信息类专业作为“电磁场”课程教材，也可供有关科技人员参考。