普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材 工程電磁場基礎(chǔ)與應(yīng)用(第二版)
定 價:40 元
叢書名:普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材
- 作者:楊爾濱,楊歡紅,劉蓉暉
- 出版時間:2018/2/1
- ISBN:9787508392059
- 出 版 社:中國電力出版社
- 中圖法分類:O441.4
- 頁碼:316
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開本:16開
本書為普通高等教育“十一五”規(guī)劃教材。全書共分七章,主要內(nèi)容包括靜電場、恒定電場、恒定磁場、時變電磁場、平面電磁波、均勻傳輸線和應(yīng)用MATLAB對電磁場的仿真。本書著重闡明工程電磁場所涉及到的基本理論和基本概念,通過較多的例子,盡可能將枯燥復(fù)雜的理論,闡述得通俗易懂,便于自學(xué)。同時還嘗試著將MATLAB軟件用于對電磁場理論的分析和仿真,使讀者能從復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式中看出其所表達(dá)的物理圖像,使抽象的電磁場理論顯現(xiàn)出生動直觀的一面。本書在各章后面都有小結(jié)和一定量的難易程度適當(dāng)?shù)牧?xí)題,并附有參考答案。
貫徹落實(shí)教育部 《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》和 《教育部關(guān)于以就業(yè)為導(dǎo)向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見》的精神,加強(qiáng)教材建設(shè),確保教材質(zhì)量,中國電力教育協(xié)會組織制訂了普通高等教育 “十一五”教材規(guī)劃。該規(guī)劃強(qiáng)調(diào)適應(yīng)不同層次、不同類型院校,滿足學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求,堅持專業(yè)基礎(chǔ)課教材與教學(xué)急需的專業(yè)教材并重、新編與編訂相結(jié)合。本書為修訂教材。《工程電磁場基礎(chǔ)與應(yīng)用》第一版于2005年8月出版至今已近4年,被多所高校的電氣工程及其自動化及其他電類專業(yè)作為教材用于電磁場課程的教學(xué)中。編者在教學(xué)過程中也收到了許多高校教師的反饋信息,提出了許多寶貴的建議和修改意見,在此表示深深的謝意。隨著高等教育改革的不斷深入,各所高校更加重視對復(fù)合型、應(yīng)用型人才的培養(yǎng),因此對教材內(nèi)容就有了更高的要求。為此編者深感有必要對第一版的各個章節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充、刪減和修訂,以滿足當(dāng)前乃至今后一段時間內(nèi)的教學(xué)和實(shí)踐需要。本書第二版的主要目標(biāo)是適應(yīng)電氣工程及其自動化及相關(guān)電子與通信類專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容體系的改革要求,并緊跟我國高等教育迅速發(fā)展的形勢。為此,在第二版中對傳統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行了認(rèn)真篩選,在保證必需的常用基礎(chǔ)知識的原則下,加強(qiáng)了仿真實(shí)踐類內(nèi)容。同時對各章節(jié)中一些論述不夠準(zhǔn)確的地方進(jìn)行了修改、補(bǔ)充和完善。在第二版中主要做了以下幾個方面的修訂和補(bǔ)充:(1)根據(jù)不同學(xué)時的要求,在第一章中補(bǔ)充了靜電場邊值問題一節(jié),目的是使學(xué)生對電磁場數(shù)值分析能有初步的了解。如果是少學(xué)時的電磁場教學(xué),這一節(jié)可作為選學(xué)內(nèi)容。(2)在第二章中增加了接地裝置在工程中的應(yīng)用分析,并力求在基本概念和基本原理的基礎(chǔ)上將問題交代清楚,目的是加強(qiáng)學(xué)生在教師指導(dǎo)下的自學(xué)能力的培養(yǎng)。(3)第三章也相應(yīng)增加一節(jié)應(yīng)用分離變量法分析恒定磁場,并簡要介紹了工程上的電磁屏蔽的概念,主要也是為加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行電磁場仿真練習(xí)的能力。(4)對個別圖形和符號按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)的修改。每章在保留原有習(xí)題的基礎(chǔ)上又補(bǔ)充了若干習(xí)題,并對習(xí)題解答進(jìn)行了詳細(xì)的校對。這樣更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。(5)高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才的任務(wù),而實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)更具有非常重要的意義,因此在第七章又著力補(bǔ)充了一些接近于工程實(shí)例的仿真分析及仿真習(xí)題練習(xí)。通過對電磁場的仿真可以比較直觀地觀察到電磁場分布規(guī)律以加深對電磁場理論的原理和概念的理解,使枯燥的數(shù)學(xué)理論更為生動,以激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。書中打*號的章節(jié)均屬參考內(nèi)容,可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行取舍。參加本書修訂工作的教師有楊爾濱、楊歡紅、劉蓉暉。陸文雄老師因已退休主動要求不參與第二版的修訂工作,但在全書修訂完成之后,仍對書稿進(jìn)行了詳細(xì)的審閱并提出了有益的建議。在此對陸文雄老師表示誠摯的感謝。李曉華、魏書榮、山霞等老師也對本書的習(xí)題校對和文稿校對做了大量工作,在此一并表示感謝。本書第二版由上海交通大學(xué)周希朗教授進(jìn)行了認(rèn)真、仔細(xì)的校審,并提出了非常有益的、關(guān)鍵性的修改意見,在此謹(jǐn)致以衷心的感謝。本書在某些方面所做的修改和嘗試,以及書中不足和存在問題之處,請各位讀者不吝予以批評指正。意見請寄上海電力學(xué)院電力系電路電機(jī)教研室。編 者2009年5月第一版前言電磁場理論是電氣工程類專業(yè)技術(shù)的理論基礎(chǔ),是電氣工程及其自動化專業(yè)本科學(xué)生必須具備的知識結(jié)構(gòu)。本教材是根據(jù)國家教委公布的高等工業(yè)學(xué)校 《電磁場課程教學(xué)基本要求》及結(jié)合近年來不斷進(jìn)行的教學(xué)改革的具體情況,為電氣工程類本科學(xué)生所編寫的一本專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程教材。旨在大學(xué)物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述宏觀電磁現(xiàn)象的基本規(guī)律,介紹其在工程應(yīng)用方面的基本知識,以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用場的觀點(diǎn)和方法對電工領(lǐng)域中的電磁現(xiàn)象、電磁過程進(jìn)行定性分析和判斷的能力以及進(jìn)行定量分析的基本技能,為學(xué)生今后解決工程實(shí)際問題打下良好的基礎(chǔ)。此外,本課程的理論性和邏輯推理特點(diǎn),對培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度也大有幫助。本書的特點(diǎn)主要有:(1)在內(nèi)容體系上采用從靜態(tài)場到時變場,從特殊到一般的順序;重點(diǎn)加強(qiáng)了對基本概念的闡述,并力求理論與實(shí)際相結(jié)合,所舉例題與專業(yè)實(shí)際相聯(lián)系;既能與先修課程保持恰當(dāng)?shù)你暯,也能為后續(xù)專業(yè)課程所應(yīng)用到的電磁場理論進(jìn)行合理的安排。(2)盡量簡化對某些定理和公式的證明推導(dǎo),對一些較為抽象問題的論述通過例題和透徹的分析,以消除學(xué)生對電磁場理論課存在的數(shù)學(xué)繁難、概念抽象、自學(xué)不易的感覺。(3)采用 MATLAB強(qiáng)大的仿真功能,對電磁場進(jìn)行仿真,可以清楚地看到電磁場的三維空間分布的模擬分布曲線圖,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)較為抽象的電磁場理論時有了形象思維的幫助,以增強(qiáng)學(xué)懂弄通電磁場理論的信心。本書是按50~70學(xué)時的教學(xué)安排所編寫的,也可以根據(jù)具體教學(xué)要求進(jìn)行增刪。參加本書編寫的有上海電力學(xué)院楊爾濱、楊歡紅、劉蓉暉和陸文雄,其中楊爾濱編寫第四、五、七章及附錄一、二并任本書主編;陸文雄編寫第一章,并校審各章習(xí)題及解答;楊歡紅編寫第三章及附錄三、四;劉蓉暉編寫第二、六章。全書由上海交通大學(xué)徐國治教授仔細(xì)校審,并提出許多寶貴的修改意見,在此謹(jǐn)致謝意。限于作者的水平,本書中一定存在不少不妥和錯誤之處,懇請各位讀者不吝指正。編者2005年3月
前言第一版前言第一章 靜電場1 第一節(jié) 真空中的靜電場1 第二節(jié) 電介質(zhì)中的靜電場11 第三節(jié) 靜電場的基本方程、分界面上的邊界條件19 第四節(jié) 平面鏡像法27 第五節(jié) 球面鏡像法31 第六節(jié) 柱面鏡像法———電軸法35 第七節(jié) 靜電場邊值問題41 第八節(jié) 電容和部分電容51 第九節(jié) 靜電場能量和電場力59 小結(jié)68 習(xí)題69 第二章 恒定電場74 第一節(jié) 導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流和電流密度74 第二節(jié) 恒定電場的基本方程、分界面上的邊界條件76 第三節(jié) 恒定電場與靜電場的比擬85 第四節(jié) 電導(dǎo)與部分電導(dǎo)87 第五節(jié) 接地電阻92 小結(jié)97 習(xí)題98 第三章 恒定磁場102 第一節(jié) 真空中的恒定磁場102 第二節(jié) 磁媒質(zhì)中的恒定磁場107 第三節(jié) 恒定磁場的基本方程、分界面上的邊界條件112 第四節(jié) 標(biāo)量磁位114 第五節(jié) 矢量磁位117 第六節(jié) 鏡像法123 第七節(jié) 分離變量法126 第八節(jié) 電感130 第九節(jié) 磁場能量和磁場力136 小結(jié)141 習(xí)題144 第四章 時變電磁場150 第一節(jié) 時變電磁場的認(rèn)識和發(fā)展過程150 第二節(jié) 法拉第電磁感應(yīng)定律151 第三節(jié) 麥克斯韋方程156 第四節(jié) 時變電磁場的邊界條件161 第五節(jié) 復(fù)數(shù)形式的麥克斯韋方程162 第六節(jié) 坡印亭定理及坡印亭矢量165 第七節(jié) 動態(tài)位170 第八節(jié) 波動方程173 第九節(jié) 電磁場與電路的關(guān)系175 小結(jié)178 習(xí)題180 第五章 平面電磁波182 第一節(jié) 理想介質(zhì)中的均勻平面波182 第二節(jié) 導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面波186 第三節(jié) 電磁波的極化192 第四節(jié) 平面電磁波的垂直投射194 第五節(jié) 相速和群速197 第六節(jié) 集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)及電磁屏蔽與渦流198 第七節(jié) 電磁波譜202 小結(jié)203 習(xí)題205 第六章 均勻傳輸線207 第一節(jié) 電路參數(shù)的分布特性與分布參數(shù)電路207 第二節(jié) 均勻傳輸線及其方程208 第三節(jié) 均勻傳輸線方程的正弦穩(wěn)態(tài)解211 第四節(jié) 均勻傳輸線的原參數(shù)和副參數(shù)217 第五節(jié) 終端接特性阻抗的傳輸線220 第六節(jié) 終端接任意阻抗的傳輸線221 第七節(jié) 無損耗傳輸線223 第八節(jié) 無損耗線方程的通解228 第九節(jié) 無損耗線的波過程230 小結(jié)233 習(xí)題236 第七章 應(yīng)用犕犃犜犔犃犅對電磁場的仿真238 第一節(jié)。停粒裕蹋粒潞喗椋玻常 第二節(jié) 應(yīng)用MATLAB的m 語言對電磁場的仿真239 第三節(jié) 應(yīng)用MATLAB偏微分方程工具箱對電磁場的仿真257 小結(jié)272 習(xí)題272 附錄274 附錄一 矢量分析與場論概念274 附錄二 立體角的概念283 附錄三 電磁場常用物理量和單位285 附錄四 電磁場專業(yè)詞匯中英文對照表287 習(xí)題參考答案294 參考文獻(xiàn)303