电磁场与电磁波

图书标准信息

• 作者 谭阳红 主编；朱彦卿 帅智康
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2021-04
• 版次 1
• ISBN 9787111675341
• 定价 69.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 280页
• 字数 410千字

【内容简介】

本书共８章，主要讲解了电磁场与电磁波的基本原理,在此基础上增加了很多相关的工程应用实例，如地面雷达如何和空中雷达进行配合、飞机如何隐形和反隐形等。本书另配备了习题答案与详细解答，并为重要的知识点配套提供了丰富的视频、工程应用实例、教学设计案例等数字资源，使教材内容更加立体和丰富。本书可作为高等院校电气工程及其自动化等专业的本科及研究生教材，也可作为有关工程人员的参考用书。

【作者简介】

谭阳红，湖南大学教授，首批一流本科课程和湖南大学课程思政示范课程电磁场工程应用教学团队负责人。

1994年获湖南师范大学学士学位，1997年、2005年分别获湖南大学工学硕士、工学博士学位，曾在英国University of Hertfordshire做访问学者一年。主要从事电磁场分析与计算、电力系统分析、配电网自动化、电力设备故障诊断与在线监测技术、电力系统保护与控制、电能质量分析与控制及智能信息处理在电气工程中的应用等领域的教学与研究工作。

【目录】

目 录 

 前言

预备知识:矢量分析 

１０１ 正交坐标系 １ 

０１１ 直角坐标系 １ 

０? １? ２ 柱坐标系 １ 

０? １? ３ 球坐标系 ２ 

０? ２ 标量场和矢量场 ２ 

０? ２? １ 标量和矢量 ２ 

０? ２? ２ 标量和矢量的表示 ２ 

０? ３ 矢量运算 ３ 

０? ３? １ 矢量的加减法 ３ 

０? ３? ２ 矢量与标量的乘积(矢量的数乘) ４ 

０? ３? ３ 矢量与矢量的乘积 ４ 

０? ３? ４ 场图 ５ 

０? ４ 方向导数和梯度 ６ 

０? ４? １ 标量场的方向导数 ６ 

０? ４? ２ 梯度 ６ 

０? ５ 矢量场的通量和散度 ８ 

０? ５? １ 面元矢量 ８ 

０? ５? ２ 通量 ８ 

０? ５? ３ 散度 ９ 

０? ５? ４ 散度定理(高斯公式) １０ 

０? ６ 矢量的环量与旋度 １１ 

０? ６? １ 有向线元 １１ 

０? ６? ２ 矢量的环量 １１ 

０? ６? ３ 矢量的旋度 １１ 

 ０? ６? ４ 斯托克斯定理 １２ 

０? ６? ５ 从环量到旋度 １３ 

０? ６? ６ 散度和旋度的比较 １４ 

０? ６? ７ 哈密顿算子 １４ 

０? ６? ８ 矢径 Ｒ １５ 

０? ７ 两个重要的恒等式 １５ 

０? ８ 亥姆霍兹定理 １６ 

０? ８? １ 亥姆霍兹定理的内容 １６ 

０? ８? ２ 矢量场的四种类型 １６ 

０? ９ 习题与答案 １８ 

０? ９? １ 习题 １８ 

０? ９? ２ 答案 １８ 

第 １ 章 静电场 ２０ 

１? １ 自由空间的静电场 ２０ 

１? １? １ 静电场的源 ２０ 

１? １? ２ 电场强度 ２２ 

１? １? ３ 电位 ２４ 

１? １? ４ 真空中静电场的基本性质 ２７ 

１? ２ 静电场中的导体和电介质 ２８ 

１? ２? １ 静电场中的导体 ２８ 

１? ２? ２ 静电场中的电介质 ２９ 

１? ３ 电介质中的高斯定理 ３１ 

 １? ４ 静电场的基本方程及分界面的衔接条件 ３３ 

１? ４? １ 静电场的基本方程 ３３ 

１? ４? ２ 静电场的分界面的衔接条件 ３３ 

１? ４? ３ 特殊的静电场分界面 ３４ 

１? ５ 静电场的边值问题及求解 ３５ 

１? ５? １ 静电场的边值问题 ３５ 

１? ５? ２ 静电场边值问题的求解 ３６ 

１? ５? ３ 分离变量法 ３７ 

１? ６ 静电场的等效求解方法:镜像法 ４０ 

１? ６? １ 导体平面镜像 ４０ 

１? ６? ２ 介质平面镜像 ４４ 

１? ６? ３ 导体球面镜像 ４５ 

１? ６? ４ 导体柱面镜像 ５０ 

１? ６? ５ 工程应用举例 ５１ 

１? ７ 静电场工程应用:电容及部分电容 ５４ 

１? ７? １ 电容 ５４ 

１? ７? ２ 部分电容 ５６ 

１? ８ 静电能量与力 ５８ 

Ⅵ １? ８? １ 静电能量 ５８ 

１? ８? ２ 静电力 ６０ 

１? ９ 习题与答案 ６１ 

１? ９? １ 习题 ６１ 

１? ９? ２ 答案 ６３ 

第 ２ 章 恒定电场 ６５ 

２? １ 电流和电流密度 ６５ 

２? １? １ 电流和电流密度 ６５ 

 ２? １? ２ 电流密度的工程应用举例:鱼塘死鱼之谜 ６７ 

２? ２ 电流连续性原理 ６８ 

２? ３ 欧姆定律的微分形式 ６８ 

２? ４ 焦耳定律的微分形式 ６９ 

２? ５ 电源和局外场强 ７０ 

２? ６ 恒定电场的基本方程和分界面的衔接条件 ７１ 

２? ６? １ 恒定电场的基本方程 ７１ 

２? ６? ２ 分界面的衔接条件 ７２ 

２? ６? ３ 特殊分界面的衔接条件 ７２ 

２? ６? ４ 恒定电场的边值问题 ７４ 

 ２? ７ 恒定电场与静电场的比拟 ７４ 

２? ７? １ 静电比拟法 ７４ 

２? ７? ２ 静电比拟举例:镜像法 ７５ 

２? ７? ３ 电力系统的静电模拟法 ７６ 

２? ８ 绝缘电阻 ７６ 

２? ９ 接地电阻 ７９ 

２? ９? １ 接地电阻 ７９ 

２? ９? ２ 跨步电压 ８１ 

２? １０ 习题与答案 ８２ 

２? １０? １ 习题 ８２ 

２? １０? ２ 答案 ８４ 

第 ３ 章 恒定磁场 ８６ 

３? １ 磁感应强度 ８６ 

３? １? １ 安培力定律 ８６ 

３? １? ２ 毕奥￣ 萨伐尔定律 ８７ 

３? １? ３ 磁感应强度的通量和散度 ８８ 

３? ２ 磁场中的物质 ８８ 

Ⅶ ３? ２? １ 磁偶极子和磁偶极矩 ８８ 

３? ２? ２ 物质的磁化 ８９ 

３? ３ 安培环路定理 ９１ 

３? ３? １ 真空中的安培环路定理 ９１ 

３? ３? ２ 一般形式的安培环路定理 ９１ 

３? ４ 恒定磁场基本方程及分界面的衔接条件 ９４ 

３? ４? １ 恒定磁场的基本方程 ９４ 

３? ４? ２ 恒定磁场分界面的衔接条件 ９５ 

３? ４? ３ 特殊的恒定磁场分界面 ９６ 

３? ５ 恒定磁场中的位函数 ９６ 

３? ５? １ 矢量磁位及其边值问题 ９６ 

３? ５? ２ 标量磁位及其边值问题 １００ 

３? ６ 恒定磁场中的镜像法 １０１ 

３? ７ 恒定磁场的工程应用:电感 １０３ 

３? ７? １ 自感和互感的概念 １０３ 

３? ７? ２ 自感和互感的计算 １０４ 

３? ８ 恒定磁场的能量与力 １０６ 

３? ８? １ 恒定磁场的能量 １０６ 

３? ８? ２ 磁场力 １０８ 

３? ８? ３ 霍尔效应 １０９ 

３? ９ 磁路 １１２ 

３? １０ 习题与答案 １１４ 

３? １０? １ 习题 １１４ 

３? １０? ２ 答案 １１５ 

第 ４ 章 时变电磁场 １１７ 

４? １ 电磁感应定律和感应电场 １１７ 

４? １? １ 法拉第电磁感应定律 １１７ 

４? １? ２ 电磁感应定律的应用 １１９ 

４? １? ３ 感应电场 １２０ 

４? ２ 全电流定律:安培环路定理的修正 １２２ 

４? ２? １ 安培环路定理修正的依据 １２３ 

４? ２? ２ 安培环路定理的修正 １２３ 

４? ３ 麦克斯韦方程 １２６ 

４? ３? １ 麦克斯韦方程 １２６ 

４? ３? ２ 麦克斯韦方程组的实践性、对称性和独立性 １２７ 

４? ３? ３ 广义的麦克斯韦方程 １２８ 

４? ４ 时变电磁场的边界条件 １２９ 

４? ４? １ 两种媒质分界面的一般边界条件 １２９ 

４? ４? ２ 两理想介质(无损耗线性媒质)的分界面 １３０ 

４? ４? ３ 理想介质和理想导体的分界面 １３０ 

４? ５ 动态位 １３１ 

４? ５? １ 动态位的引入 １３１ 

4? ５? ２ 达朗贝尔方程及其特点 １３２ 

４? ５? ３ 达朗贝尔方程解的形式 １３３ 

４? ５? ４ 达朗贝尔方程的解 １３５ 

４? ６ 时变电磁场的坡印亭定理 １３６ 

４? ６? １ 时变场的坡印亭定理 １３６ 

４? ６? ２ 坡印亭矢量 １３８ 

４? ６? ３ 坡印亭矢量的应用实例 １３９ 

４? ６? ４ 时变场的唯一性定理 １４３ 

４? ７ 正弦电磁场 １４３ 

４? ７? １ 正弦电磁场的复数表示 １４４ 

４? ７? ２ 麦克斯韦方程的复数表示 １４５ 

 ４? ７? ３ 复介电常数和复磁导率 １４７ 

４? ７? ４ 坡印亭定理的复数形式 １４８ 

４? ７? ５ 达朗贝尔方程的复数形式 １５０ 

４? ８ 电磁辐射 １５１ 

４? ８? １ 天线的形成 １５１ 

４? ８? ２ 单元偶极子天线的电磁辐射 １５２ 

４? ９ 习题与答案 １５５ 

４? ９? １ 习题 １５５ 

４? ９? ２ 答案 １５７ 

第 ５ 章 准静态电磁场 １５９ 

５? １ 电准静态场和磁准静态场 １５９ 

５? １? １ 电准静态场 １５９ 

５? １? ２ 磁准静态场 １６１ 

５? １? ３ 准静态场应用举例 １６２ 

５? ２ 从准静态场推导电路基本定律 １６３ 

５? ２? １ 基尔霍夫电流定律 １６３ 

５? ２? ２ 基尔霍夫电压定律 １６４ 

５? ３ 典型 ＥＱＳ 问题的分析 １６４ 

５? ４ 趋肤效应 １６７ 

５? ４? １ 涡流场方程 １６７ 

５? ４? ２ 趋肤效应 １６７ 

５? ４? ３ 趋肤效应的应用 １６９ 

５? ４? ４ 电磁屏蔽 １７０ 

５? ５ 涡流及涡流损耗 １７１ 

５? ５? １ 涡流 １７１ 

５? ５? ２ 涡流的工程应用 １７４ 

５? ６ 邻近效应 １７４ 

５? ７ 导体的交流阻抗 １７５ 

５? ８ 计及温度效应的导线电阻的工程计算 １７７ 

５? ８? １ 导线的直流电阻 １７７ 

５? ８? ２ 导线的交流电阻 １７８ 

５? ９ 习题与答案 １７９ 

５? ９? １ 习题 １７９ 

 ５? ９? ２ 答案 １８１ 

第 ６ 章 无界媒质中的均匀平面波 １８３ 

６? １ 电磁波的波动方程 １８３ 

６? ２ 均匀平面波 １８４ 

 ６? ２? １ 均匀平面波的概念 １８４ 

６? ２? ２ 均匀平面波的方程及解 １８５ 

６? ２? ３ 理想介质中均匀平面波的传播特性 １８７ 

６? ２? ４ 横波 １８８ 

６? ３ 无限大理想介质中的正弦均匀平面波 １８８ 

６? ３? １ 理想介质中正弦均匀平面波的方程及解 １８８ 

６? ３? ２ 理想介质中均匀平面电磁波的参数及传输特点 １８９ 

６? ３? ３ 理想介质中正弦均匀平面电磁波的传输特性 １９１ 

６? ３? ４ 理想介质中均匀平面波的一般表达式 １９３ 

６? ４ 有损媒质中的正弦均匀平面电磁波 １９５ 

６? ４? １ 有损媒质中正弦均匀平面波的方程与求解 １９５ 

６? ４? ２ 有损媒质中正弦均匀平面波的参数和传输特性 １９６ 

６? ４? ３ ４Ｇ/ ５Ｇ 手机能否用于煤矿的井下和井上通信 １９９ 

６? ４? ４ 飞机高度表工作原理 １９９ 

６? ５ 良导体和良介质中均匀平面波的传播特性 ２００ 

６? ５? １ 良导体中的均匀平面波 ２００ 

６? ５? ２ 良介质中的均匀平面波 ２０１ 

６? ５? ３ 海水中潜艇之间的通信困难 ２０２ 

６? ５? ４ 再论趋肤效应 ２０３ 

６? ５? ５ 表面阻抗 ２０３ 

６? ５? ６ 高频屏蔽 ２０４ 

６? ５? ７ 航空电磁探测 ２０５ 

６? ６ 电磁波的极化 ２０６ 

６? ６? １ 电磁波的极化 ２０７ 

６? ６? ２ 极化波的旋向判断 ２０９ 

６? ６? ３ 电磁波极化的工程应用 ２０９ 

６? ７ 电磁波的色散、相速和群速 ２１２ 

 ６? ８ 习题与答案 ２１４ 

６? ８? １ 习题 ２１４ 

６? ８? ２ 答案 ２１６ 

 第 ７ 章 均匀平面波在不同媒质分界面的反射与折射 ２１８ 

７? １ 平面波对平面边界的垂直入射 ２１９ 

７? １? １ 正弦平面电磁波对一般导电媒质的垂直入射 ２１９ 

 ７? １? ２ 平面电磁波对理想导体平面的垂直入射 ２２１ 

７? １? ３ 平面波在理想介质分界面的垂直入射 ２２４ 

７? １? ４ 超声波探伤 ２２６ 

７? １? ５ 易拉罐可否增强 ＷｉＦｉ 信号 ２２７ 

７? ２ 平面波在理想介质分界面上的斜入射 ２２８ 

７? ２? １ 反射定律和折射定律 ２２８ 

７? ２? ２ 反射系数与折射系数 ２３０ 

７? ２? ３ 全反射和全透射 ２３２ 

７? ３ 正弦平面波对理想导体表面的斜入射 ２３５ 

７? ４ 均匀平面波对良导体表面的斜入射 ２３６ 

７? ５ 习题与答案 ２３７ 

７? ５? １ 习题 ２３７ 

７? ５? ２ 答案 ２３９ 

第 ８ 章 导行电磁波 ２４１ 

８? １ 导行电磁波的一般分析方法 ２４２ 

８? １? １ 导行电磁波的纵向分量和横向分量方程 ２４２ 

８? １? ２ 导波场的横向分量与纵向分量之间的关系式 ２４４ 

８? ２ 导行波波型的分类以及导行波的传输特性 ２４５ 

８? ２? １ 导行波波型的分类 ２４５ 

８? ２? ２ 导行波的传输特性 ２４６ 

Ⅺ ８? ３ 矩形波导 ２４８ 

８? ３? １ 矩形波导中的 ＴＥ 波 ２４８ 

８? ３? ２ 矩形波导中的 ＴＭ 波 ２５０ 

８? ３? ３ 矩形波导的截止波长 ２５１ 

８? ３? ４ 矩形波导中的 ＴＥ１０模 ２５３ 

８? ４ 圆柱形波导 ２５５ 

８? ４? １ 圆波导中的 ＴＥ 波 ２５５ 

８? ４? ２ 圆波导中的 ＴＭ 波 ２５７ 

８? ４? ３ 圆波导的传输特性 ２５８ 

８? ４? ４ 圆波导的常用模式 ２５９ 

８? ５ 同轴波导 ２６１ 

８? ５? １ 同轴波导中的 ＴＥＭ 波 ２６１ 

８? ５? ２ 同轴波导中的高次模 ２６３ 

８? ６ 谐振腔 ２６３ 

８? ６? １ 矩形谐振腔 ２６４ 

８? ６? ２ 微波炉中的谐振腔 ２６６ 

８? ７ 习题与答案 ２６７ 

８? ７? １ 习题 ２６７ 

８? ７? ２ 答案 ２６８