工程电磁场

图书标准信息

• 作者 张惠娟 吕殿利 编著
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2022-01
• 版次 1
• ISBN 9787111686583
• 定价 63.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 328页
• 字数 504千字

【内容简介】

本书主要讲述电磁场与电磁波的基本理论和分析方法。具体内容包括：电磁场的数学基础知识，静电场、恒定电场、恒定磁场、时变电磁场、正弦平面电磁波的传播，准静态电磁场、导行电磁波及电磁辐射。静态场部分主要突出了边值问题的分析，包括方程的建立及其求解，其中对边值问题的解析求解、间接求解（镜像法）、数值求解等方法进行了较为全面的介绍。时变场部分主要对时变场的特性、均匀平面电磁波的传播规律、平面电磁波的极化特性、电磁能量的传播、反射与折射规律等进行了详细讨论。
  本书在叙述上由浅入深、循序渐进，强调理论与工程实际相结合，培养学生建立场的思维方式，学会应用场的方法分析工程电磁问题。
  本书可作为高等院校电气、生物医学工程、电子信息、通信、微波工程等电类工程专业的本科教材，也可供有关工程技术人员参考。

【目录】

前言

课程导学

第1章电磁场的数学基础1

本章导学1

1.1场的概念及其分类2

1.2正交曲面坐标系2

1.3矢量代数5

1.3.1矢量的加法运算5

1.3.2矢量的乘积运算6

1.4场的可视化描述7

1.4.1标量场的等值线(面)7

1.4.2矢量场的矢量线8

1.5场的梯度、散度、旋度9

1.5.1标量场的方向导数与梯度9

1.5.2矢量场的通量与散度11

1.5.3矢量场的环量与旋度13

1.6场论分析常用定理15

1.6.1矢量场的分类15

1.6.2矢量场常用梯度、散度、旋度的

关系定理15

1.6.3矢量场高斯散度定理16

1.6.4矢量场斯托克斯定理16

1.6.5矢量场亥姆霍兹定理17

1.6.6矢量场性定理18

1.7电磁场麦克斯韦方程组与场论18

本章小结19

习题120

第2章静电场22

本章导学22

2.1静电场的场源23

2.2电场强度及其环量特性25

2.2.1静电场的特征与电场强度25

2.2.2静电场的环量特性27

2.2.3静电场的位函数——标量电位27

2.3静电场通量特性——高斯定理34

2.3.1真空中的高斯定理34

2.3.2静电场中的导体及其特性36

2.3.3静电场中介质的极化及其特性37

2.3.4介质中的高斯定理40

2.4静电场基本方程与媒质分界面的衔接

条件43

2.4.1单一媒质中静电场的基本方程44

2.4.2两种媒质分界面上场量的衔接

条件45

2.5静电场边值问题51

2.5.1边值问题概述51

2.5.2直接积分法54

2.5.3分离变量法60

2.5.4镜像法67

2.5.5有限差分法79

2.6静电场理论分析工程应用81

2.6.1电容与部分电容81

2.6.2电场能量86

2.6.3电场力88

本章小结91

习题292

第3章恒定电场96

本章导学96

3.1导电媒质中的电流及其特性97

3.1.1电流与电流密度97

3.1.2电流与电场强度99

3.1.3导电媒质的功率损耗100

3.1.4超导电性101

3.2恒定电场的基本方程101

3.2.1恒定电场的通量特性——电流

连续性定理101

3.2.2电源电动势和局外场强102

3.2.3恒定电场的环量特性103

3.2.4恒定电场的基本方程103

3.3恒定电场边值问题104

3.3.1两种导电媒质分界面的衔接

条件104

3.3.2两种特殊分界面衔接条件105

3.3.3恒定电场边值问题106

3.4静电比拟106

3.5恒定电场工程问题分析109

3.5.1导电体的电阻及其损耗109

3.5.2接地安全问题113

本章小结115

习题3116

第4章恒定磁场118

本章导学118

4.1磁感应强度及其通量特性119

4.1.1安培力定律及磁感应强度119

4.1.2磁场的通量特性——磁通连续性

定理121

4.2恒定磁场环量特性——安培环路

定律123

4.2.1真空中的安培环路定律123

4.2.2媒质的磁化与任意介质中的安培

环路定律125

4.2.3磁材料及其特性130

4.3恒定磁场基本方程与媒质分界面衔接

条件131

4.3.1恒定磁场的基本方程131

4.3.2媒质分界面上的衔接条件132

4.4恒定磁场的位函数及其边值问题134

4.4.1标量磁位及其边值问题134

4.4.2矢量磁位及其边值问题136

4.4.3磁场中的镜像法141

4.5恒定磁场工程问题分析142

4.5.1电感142

4.5.2磁场能量148

4.5.3磁场力151

4.6磁路及其计算154

4.6.1铁磁材料中的磁场特点与磁路154

4.6.2磁路定律与磁路分析155

4.6.3磁屏蔽159

本章小结159

习题4160

第5章时变电磁场163

本章导学163

5.1电磁感应定律165

5.2位移电流与全电流定律168

5.3时变电磁场基本方程——麦克斯韦

方程171

5.4时变电磁场的媒质分界面衔接条件174

5.5时变电磁场的位函数及其边值问题180

5.5.1时变场矢量位与标量位180

5.5.2时变场位函数方程——达朗贝尔

方程181

5.5.3动态位的积分解与其滞后现象183

5.6时变电磁场的能量守恒定理——坡印

廷定理185

5.7正弦电磁场及其复矢量方程（方程的

复数表示）187

本章小结195

习题5196

第6章正弦平面电磁波的传播199

本章导学199

6.1波动方程和正弦均匀平面电磁波200

6.1.1波动方程的一般形式200

6.1.2正弦均匀平面电磁波201

6.2平面电磁波在无限大理想介质中的

传播202

6.2.1一维波动方程的解及其物理

意义202

6.2.2理想介质中的正弦均匀平面电磁波的

传播特性203

6.2.3平面电磁波的能量密度与能流

密度205

6.3平面电磁波在无限大导电媒质中的

传播207

6.3.1导电媒质中正弦均匀平面波的

传播特性208

6.3.2强导电媒质中的电磁波210

6.3.3弱导电媒质中的电磁波213

6.3.4导电媒质中正弦均匀平面波的

能量214

6.4平面电磁波的极化214

6.4.1直线极化215

6.4.2圆极化215

6.4.3椭圆极化216

6.4.4极化旋转方向的判断方法216

6.5平面电磁波在有界媒质中的传播——

垂直入射218

6.5.1介质与理想导体表面的垂直

入射219

6.5.2两种导电媒质分界面的垂直

入射222

6.5.3多种媒质分界面的垂直入射224

6.6平面电磁波在有界媒质中的传播——

斜入射227

6.6.1沿任意方向传播的平面波227

6.6.2介质与理想导体表面的斜入射229

6.6.3两种媒质分界面上的斜入射231

6.6.4全反射与全折射233

本章小结239

习题6241

第7章准静态电磁场244

本章导学244

7.1电准静态场245

7.2磁准静态场246

7.3电荷弛豫247

7.3.1电荷在均匀导电媒质中的弛豫

过程247

7.3.2电荷在分块均匀导电媒质中的

弛豫过程248

7.4磁扩散250

7.5涡流及其损耗252

7.6邻近效应和电磁屏蔽254

7.6.1邻近效应254

7.6.2电磁屏蔽255

本章小结255

习题7257

第8章导行电磁波258

本章导学258

8.1TEM波、TE波、TM波259

8.2均匀传输线方程及其正弦稳态分析262

8.2.1传输线方程263

8.2.2正弦稳态下均匀传输线方程

及其解265

8.2.3无损耗均匀传输线及其阻抗

匹配267

8.3波导中的电磁波270

8.3.1矩形波导中的电磁波270

8.3.2圆柱形波导中的电磁波277

8.4波导中的传输功率281

8.5谐振腔283

本章小结289

习题8291

第9章电磁辐射293

本章导学293

9.1电磁波的辐射293

9.2电偶极子的辐射294

9.3磁偶极子的辐射297

9.4对偶原理299

本章小结301

习题9302

附录常用公式303

部分习题参考答案305

参考文献314