电磁场

英文名称:Electromagnetics                                              学时/学分:56/3.5

适用专业:电气工程及其自动化

课程内容:该课程从麦克斯韦方程出发,主要讲述电磁场基本理论和分析方法。主要内容包括:电磁场的数学物理基础,静电场,恒定电流场,恒定磁场,准静态电磁场,动态电磁场,电磁波七个部分以及电场实验。电磁场的数学物理基础主要讲述电磁场基本物理量,媒质和参数,矢量代数,正交曲线坐标系,矢量的微分与积分,标量场、方向导数与梯度,矢量场、散度和旋度,微分算子与矢量恒等式,矢量场惟一性定理,亥姆霍茨定理,麦克斯韦方程组。静电场主要讲述静电场的基本方程,静电场的无旋性与标量电位,静电场的有散性、场与源的关系,矢量线与等位面,真空中的高斯定理与静电场分析计算,静电场中的导体,电介质中的静电场,电介质中的高斯定理,不同媒质分界面条件,边值问题,镜象法和电轴法,电容与部分电容,静电能量和电场力。恒定电流场主要讲述恒定电流场基本方程、特性与标量电位,电功率与电动势,不同媒质分界面条件,边值问题,静电比拟,电导与接地电阻。恒定磁场主要介绍恒定磁场的基本方程,恒定磁场的无散性和毕奥-莎伐定律,恒定磁场的有旋性和真空中的安培环路定律,媒质中的磁场,一般形式的安培环路定律,两种媒质分界面条件,矢量磁位及其方程,标量磁位及其方程,镜像法,电感,磁场能量,虚位移法。准静态场主要介绍电准、磁准静态场基本方程,不同媒质分界面条件,电准准静态场与导电媒质中自由电荷的弛豫,磁准静态场与集肤效应、透入深度、涡流及其应用。动态电磁场主要介绍麦克斯韦方程及其复数形式,交界面条件,有损媒质的复数表示,坡印亭矢量和坡印亭定理,动态位及其方程,电磁辐射。平面电磁波主要介绍理想介质中的均匀平面波基本方程,理想介质中的均匀平面波基本方程的复数形式及其求解,有损介质中的均匀平面波基本方程及其求解,均匀平面电磁波的反射和透射。电磁场实验主要包含动手实验和仿真实验。通过学习这些内容,为今后进一步学习电机学,电器学等课程打下良好的基础。

参考教材:倪光正. 工程电磁场原理. 高等教育出版社, 2006.
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