前言
課程導(dǎo)學(xué)
第1章電磁場的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1
本章導(dǎo)學(xué)1
1.1場的概念及其分類2
1.2正交曲面坐標(biāo)系2
1.3矢量代數(shù)5
1.3.1矢量的加法運算5
1.3.2矢量的乘積運算6
1.4場的可視化描述7
1.4.1標(biāo)量場的等值線(面)7
1.4.2矢量場的矢量線8
1.5場的梯度、散度、旋度9
1.5.1標(biāo)量場的方向?qū)��?shù)與梯度9
1.5.2矢量場的通量與散度11
1.5.3矢量場的環(huán)量與旋度13
1.6場論分析常用定理15
1.6.1矢量場的分類15
1.6.2矢量場常用梯度、散度、旋度的
關(guān)系定理15
1.6.3矢量場高斯散度定理16
1.6.4矢量場斯托克斯定理16
1.6.5矢量場亥姆霍茲定理17
1.6.6矢量場唯一性定理18
1.7電磁場麥克斯韋方程組與場論18
本章小結(jié)19
習(xí)題120
第2章靜電場22
本章導(dǎo)學(xué)22
2.1靜電場的場源23
2.2電場強度及其環(huán)量特性25
2.2.1靜電場的特征與電場強度25
2.2.2靜電場的環(huán)量特性27
2.2.3靜電場的位函數(shù)——標(biāo)量電位27
2.3靜電場通量特性——高斯定理34
2.3.1真空中的高斯定理34
2.3.2靜電場中的導(dǎo)體及其特性36
2.3.3靜電場中介質(zhì)的極化及其特性37
2.3.4介質(zhì)中的高斯定理40
2.4靜電場基本方程與媒質(zhì)分界面的銜接
條件43
2.4.1單一媒質(zhì)中靜電場的基本方程44
2.4.2兩種媒質(zhì)分界面上場量的銜接
條件45
2.5靜電場邊值問題51
2.5.1邊值問題概述51
2.5.2直接積分法54
2.5.3分離變量法60
2.5.4鏡像法67
2.5.5有限差分法79
2.6靜電場理論分析工程應(yīng)用81
2.6.1電容與部分電容81
2.6.2電場能量86
2.6.3電場力88
本章小結(jié)91
習(xí)題292
第3章恒定電場96
本章導(dǎo)學(xué)96
3.1導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流及其特性97
3.1.1電流與電流密度97
3.1.2電流與電場強度99
3.1.3導(dǎo)電媒質(zhì)的功率損耗100
3.1.4超導(dǎo)電性101
3.2恒定電場的基本方程101
3.2.1恒定電場的通量特性——電流
連續(xù)性定理101
3.2.2電源電動勢和局外場強102
3.2.3恒定電場的環(huán)量特性103
3.2.4恒定電場的基本方程103
3.3恒定電場邊值問題104
3.3.1兩種導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的銜接
條件104
3.3.2兩種特殊分界面銜接條件105
3.3.3恒定電場邊值問題106
3.4靜電比擬106
3.5恒定電場工程問題分析109
3.5.1導(dǎo)電體的電阻及其損耗109
3.5.2接地安全問題113
本章小結(jié)115
習(xí)題3116
第4章恒定磁場118
本章導(dǎo)學(xué)118
4.1磁感應(yīng)強度及其通量特性119
4.1.1安培力定律及磁感應(yīng)強度119
4.1.2磁場的通量特性——磁通連續(xù)性
定理121
4.2恒定磁場環(huán)量特性——安培環(huán)路
定律123
4.2.1真空中的安培環(huán)路定律123
4.2.2媒質(zhì)的磁化與任意介質(zhì)中的安培
環(huán)路定律125
4.2.3磁材料及其特性130
4.3恒定磁場基本方程與媒質(zhì)分界面銜接
條件131
4.3.1恒定磁場的基本方程131
4.3.2媒質(zhì)分界面上的銜接條件132
4.4恒定磁場的位函數(shù)及其邊值問題134
4.4.1標(biāo)量磁位及其邊值問題134
4.4.2矢量磁位及其邊值問題136
4.4.3磁場中的鏡像法141
4.5恒定磁場工程問題分析142
4.5.1電感142
4.5.2磁場能量148
4.5.3磁場力151
4.6磁路及其計算154
4.6.1鐵磁材料中的磁場特點與磁路154
4.6.2磁路定律與磁路分析155
4.6.3磁屏蔽159
本章小結(jié)159
習(xí)題4160
第5章時變電磁場163
本章導(dǎo)學(xué)163
5.1電磁感應(yīng)定律165
5.2位移電流與全電流定律168
5.3時變電磁場基本方程——麥克斯韋
方程171
5.4時變電磁場的媒質(zhì)分界面銜接條件174
5.5時變電磁場的位函數(shù)及其邊值問題180
5.5.1時變場矢量位與標(biāo)量位180
5.5.2時變場位函數(shù)方程——達(dá)朗貝爾
方程181
5.5.3動態(tài)位的積分解與其滯后現(xiàn)象183
5.6時變電磁場的能量守恒定理——坡印
廷定理185
5.7正弦電磁場及其復(fù)矢量方程（方程的
復(fù)數(shù)表示）187
本章小結(jié)195
習(xí)題5196
第6章正弦平面電磁波的傳播199
本章導(dǎo)學(xué)199
6.1波動方程和正弦均勻平面電磁波200
6.1.1波動方程的一般形式200
6.1.2正弦均勻平面電磁波201
6.2平面電磁波在無限大理想介質(zhì)中的
傳播202
6.2.1一維波動方程的解及其物理
意義202
6.2.2理想介質(zhì)中的正弦均勻平面電磁波的
傳播特性203
6.2.3平面電磁波的能量密度與能流
密度205
6.3平面電磁波在無限大導(dǎo)電媒質(zhì)中的
傳播207
6.3.1導(dǎo)電媒質(zhì)中正弦均勻平面波的
傳播特性208
6.3.2強導(dǎo)電媒質(zhì)中的電磁波210
6.3.3弱導(dǎo)電媒質(zhì)中的電磁波213
6.3.4導(dǎo)電媒質(zhì)中正弦均勻平面波的
能量214
6.4平面電磁波的極化214
6.4.1直線極化215
6.4.2圓極化215
6.4.3橢圓極化216
6.4.4極化旋轉(zhuǎn)方向的判斷方法216
6.5平面電磁波在有界媒質(zhì)中的傳播——
垂直入射218
6.5.1介質(zhì)與理想導(dǎo)體表面的垂直
入射219
6.5.2兩種導(dǎo)電媒質(zhì)分界面的垂直
入射222
6.5.3多種媒質(zhì)分界面的垂直入射224
6.6平面電磁波在有界媒質(zhì)中的傳播——
斜入射227
6.6.1沿任意方向傳播的平面波227
6.6.2介質(zhì)與理想導(dǎo)體表面的斜入射229
6.6.3兩種媒質(zhì)分界面上的斜入射231
6.6.4全反射與全折射233
本章小結(jié)239
習(xí)題6241
第7章準(zhǔn)靜態(tài)電磁場244
本章導(dǎo)學(xué)244
7.1電準(zhǔn)靜態(tài)場245
7.2磁準(zhǔn)靜態(tài)場246
7.3電荷弛豫247
7.3.1電荷在均勻?qū)щ娒劫|(zhì)中的弛豫
過程247
7.3.2電荷在分塊均勻?qū)щ娒劫|(zhì)中的
弛豫過程248
7.4磁擴散250
7.5渦流及其損耗252
7.6鄰近效應(yīng)和電磁屏蔽254
7.6.1鄰近效應(yīng)254
7.6.2電磁屏蔽255
本章小結(jié)255
習(xí)題7257
第8章導(dǎo)行電磁波258
本章導(dǎo)學(xué)258
8.1TEM波、TE波、TM波259
8.2均勻傳輸線方程及其正弦穩(wěn)態(tài)分析262
8.2.1傳輸線方程263
8.2.2正弦穩(wěn)態(tài)下均勻傳輸線方程
及其解265
8.2.3無損耗均勻傳輸線及其阻抗
匹配267
8.3波導(dǎo)中的電磁波270
8.3.1矩形波導(dǎo)中的電磁波270
8.3.2圓柱形波導(dǎo)中的電磁波277
8.4波導(dǎo)中的傳輸功率281
8.5諧振腔283
本章小結(jié)289
習(xí)題8291
第9章電磁輻射293
本章導(dǎo)學(xué)293
9.1電磁波的輻射293
9.2電偶極子的輻射294
9.3磁偶極子的輻射297
9.4對偶原理299
本章小結(jié)301
習(xí)題9302
附錄常用公式303
部分習(xí)題參考答案305
參考文獻(xiàn)314