本書為十三五普通高等教育規(guī)劃教材。 本書根據(jù)高等學校工科電氣工程及其自動化類學科《電磁場理論》課程的教學大綱而編寫。全書共分10章，內(nèi)容包括矢量分析與場論基礎、靜電場的基本概念、靜電場的計算問題、恒定電場、恒定磁場、邊值問題的求解、ANSOFT MAXWELL軟件在電磁場中的應用、時變電磁場、平面電磁波、波導與諧振腔、均勻傳輸線。 本書注重基本概念、基本規(guī)律和基本分析計算方法，同時重視工程實踐問題的處理；并且適當兼顧了強電和弱電專業(yè)的要求；精心配備例題和習題；每章都有小結，更偏于使用者學習和復習；附錄中增設本課程涉及的專業(yè)名詞中英文對照，有助于使用者查閱相關的外文資料。
前言隨著我國電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展,接地極無論在傳統(tǒng)的交流輸電,還是在新興的直流輸電中都起到了很重要的作用。但本書第二版第4章只討論了接地極的理論計算,對電力工程中接地極的類型與應用沒有涉及。因此,有必要對第二版中接地極的相關內(nèi)容進行補充與豐富,在闡明基本理論問題的基礎上,加入與實際工程相聯(lián)系的內(nèi)容。在第三版中,山西大學的王宇重新編寫了第4章,并增加第9節(jié)接地極在電力系統(tǒng)中的應用的內(nèi)容,考慮到強弱電專業(yè)對此知識點的要求不同,只將第9節(jié)作為選學內(nèi)容。山西大學的田俊梅對第6章第5節(jié)的例題做了一定補充,為使有限元軟件仿真和解析算法更全面地有機結合和相互印證提供了參考。限于作者水平,本書中的疏漏和不妥之處,衷心歡迎廣大讀者批評指正。編 者2017年5月第一版前言《電磁場理論》是高等學校電氣工程及其自動化類學科的一門技術基礎課。它所涉及的內(nèi)容是電氣工程及其自動化類專業(yè)學生應具備的知識結構的必要組成部分,同時又是一些交叉領域的學科生長點和新興邊緣學科發(fā)展的基礎。本書是根據(jù)高等學校工科電氣工程及其自動化類學科各專業(yè)《電磁場理論》課程的教學大綱而編寫,計劃授課時數(shù)為68學時。帶*號的章節(jié)可根據(jù)不同專業(yè)、不同課時合理選用。本書注重基本概念、基本規(guī)律和基本分析計算方法;同時重視工程實踐問題的處理;并且適當兼顧了強電和弱電專業(yè)的不同要求;精心配備例題和習題;每章都有小結,便于使用者學習和復習;附錄中增設本課程涉及的專業(yè)名詞中英文對照,有助于使用者查閱相關的外文資料。全書共分10章,第1章簡要地闡述矢量分析與場論基礎,為分析電磁場理論打好數(shù)學基礎;第2、3章闡述靜電場的基本概念和有關計算問題,對架空地線的作用進行了定量分析;第4章闡述恒定電場,重點對多種接地情形的接地電阻進行了計算;第5章闡述恒定磁場,對架空輸電線周圍任意一點的磁場進行了定量分;第6章闡述邊值問題的求解,重點講解了分離變量法和有限差分法及其應用,并闡述了有限元法的基本原;第7章闡述時變電磁場;第8章闡述平面電磁波在理想介質(zhì)中傳播的基本規(guī)律,并對導電媒質(zhì)中的電磁傳規(guī)律進行了分析計算;第9章闡述了電磁波在波導中的傳播規(guī)律和諧振腔的工作原理;第10章闡述均勻傳輸線的電磁波傳播規(guī)律。本書由山西大學工程學院薛太林統(tǒng)稿、擔任主編;太原理工大學吝伶艷和太原科技大學李臨生、潘峰參加編寫。書稿編寫內(nèi)容分工:薛太林編寫第1章、第8章、第10章和附錄;吝伶艷編寫第2章、第3章、第7章和第9章;李臨生編寫第4章、第6章;潘峰編寫第5章。書稿承蒙太原理工大學熊光煜教授主審,提出了許多寶貴意見,編者在此表示衷心的感謝。對 于本書中的不妥之處,衷心歡迎使用本書的師生和其他讀者批評指正。編 者2005年9月第二版前言為了提供一種更加便捷的電磁場分析途徑,避免不適用于對復雜電磁場精確分析的手工計算,本書在第二版中加入了AnsoftMaxwell軟件在電磁場中的應用介紹。AnsoftMaxwell是一款商用低頻電磁場有限元軟件,基于麥克斯韋微分方程,采用有限元離散形式,將工程中的電磁場計算轉變?yōu)辇嫶蟮木仃嚽蠼�。有限元計算是現(xiàn)今電磁場分析中最精確的一種方法之一,但由于其運算量大而不適用于手工求解,計算機和AnsoftMaxwell軟件的應用將為精確快速分析計算電磁場帶來極大便利。在第二版中,山西大學工程學院的田俊梅重新編寫了第6章,并利用AnsoftMaxwell軟件對前面章節(jié)出現(xiàn)的例題進行重新求解,對利用前后兩種方法解析法和有限元算法求解后得到的結果進行了分析比對。另外,田俊梅還對各章習題進行了優(yōu)化。限于作者水平,本書中的疏漏和不妥之處,衷心歡迎廣大讀者批評指正。編 者2011年4月
薛太林山西大學電子系教授，主講《電磁場》、《電磁場與電磁波》、《模擬電子技術》、《數(shù)字電子技術》、《電力電子技術》等課程，主編《21世紀高等學校規(guī)劃教材 電磁場》《普通高等教育十二五規(guī)劃教材 電磁場（第二版）》，分別于2006年、2011年在我社出版。
前言第一版前言第二版前言第1章 矢量分析和場論基礎 11.1 矢量分析基礎 11.2 場的等值面和矢量線 21.3 標量場的方向導數(shù)和梯度 41.4 矢量場的通量和散度 41.5 矢量場的環(huán)量和旋度 61.6 常用公式 8習題 11第2章 靜電場的基本概念 122.1 庫侖定律和電場強度 122.2 電位和電位差 152.3 真空中的高斯定律 172.4 等位面、等位線和電場強度線 202.5 靜電場中的導體和電介質(zhì) 212.6 電位移矢量和介質(zhì)中的高斯定律 252.7 靜電場的基本方程 272.8 不同介電媒質(zhì)分界面上的邊界條件 28本章小結 31習題 33第3章 靜電場的計算問題 353.1 靜電場解的唯一性定理 353.2 鏡像法 383.3 電軸法 433.4 電容器及電容的計算 473.5 靜電場的能量和力 50*3.6 多導體系統(tǒng)和部分電容 57*3.7 架空地線的作用 62本章小結 64習題 66第4章 恒定電場 684.1 電流密度和電動勢 684.2 電流連續(xù)性 714.3 恒定電場的基本方程和邊界條件 724.4 恒定電場與靜電場的相似對比 744.5 深埋球形接地極和點源 75*4.6 線源和深埋管形接地極 774.7 淺埋接地極 79*4.8 接地極附近的跨步電壓 82*4.9 接地極在電力系統(tǒng)中的應用 83本章小結 85習題 86第5章 恒定磁場 885.1 安培力定律和磁感應強度 885.2 磁通和磁通的連續(xù)性原理 915.3 安培環(huán)路定律 93*5.4 磁偶極子的磁場 955.5 物質(zhì)的磁化和磁場強度 965.6 恒定磁場的基本方程和邊界條件 995.7 標量磁位 1015.8 磁場中的鏡像法 1025.9 矢量磁位 1045.10 電感及其計算 1085.11 磁場能量及磁場力 113*5.12 圓形線圈任一點周圍的磁場 118*5.13 輸電線附近的磁場 120本章小結 122習題 124第6章 邊值問題的求解 1286.1 位場的邊值問題 1286.2 分離變量法 1286.3 有限差分法 1326.4 有限元法 1356.5 AnsoftMaxwell在電磁場中的應用 142第7章 時變電磁場 1737.1 全電流定律 1737.2 電磁感應定律 1757.3 時變電磁場基本方程組 1787.4 時變電磁場中的邊界條件和解的唯一性 1807.5 電磁場的能量和能量傳播、坡印亭矢量 1847.6 電磁場方程和坡印亭矢量的相量形式 1877.7 時變電磁場中的動態(tài)位 1907.8 電磁輻射 194本章小結 197習題 200第8章 平面電磁波 2028.1 理想介質(zhì)中的均勻平面波 2028.2 均勻平面波的一般形式和極化 207*8.3 均勻平面波的反射和折射 2108.4 導電媒質(zhì)中的均勻平面波 219*8.5 硅鋼片中的渦流 2238.6 集膚效應、電磁屏蔽、鄰近效應 225本章小結 229習題 231*第9章 波導與諧振腔 233*9.1 導行電磁波的分類 233*9.2 矩形波導 236*9.3 波導中的能量傳輸和損耗 244*9.4 諧振腔 246本章小結 250習題 250*第10章 均勻傳輸線 252*10.1 無損耗均勻傳輸線的微分方程 252*10.2 無損耗均勻傳輸線的傳播特性 254*10.3 無損耗均勻傳輸線方程的正弦穩(wěn)態(tài)解 256*10.4 無損耗均勻傳輸線中波的反射和透射 257*10.5 無損耗均勻傳輸線的入端阻抗 263*10.6 無損耗均勻傳輸線的阻抗匹配 268*10.7 有損耗均勻傳輸線 271本章小結 274習題 276附錄一 電磁量的符號和單位 278附錄二 電磁材料的參數(shù)和物理常數(shù) 280附錄三 電磁場專業(yè)名詞中英對照 282參考文獻 285
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