本書第1版為教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計劃”的研究成果,是面向21世紀(jì)課程教材,同時還被列入普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材;第2版為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。本書面向高等工程教育,以電氣信息類學(xué)生拓寬專業(yè)培養(yǎng)口徑為立足點,依循日益發(fā)展的電磁場工程學(xué)科與相關(guān)學(xué)科融合的特點,突出強電與弱電的結(jié)合,電磁理論與工程實踐的結(jié)合,較好地處理了與物理中電磁學(xué)的關(guān)系,并引入“工程電磁場應(yīng)用專題”,展示了電磁場與前沿科學(xué)間的結(jié)合點。全書主要內(nèi)容為:電磁場的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)、靜態(tài)電磁場Ⅰ(靜電場)、靜態(tài)電磁場Ⅱ(恒定電流的電場和磁場)、動態(tài)電磁場Ⅰ(基本理論與準(zhǔn)靜態(tài)電磁場)、動態(tài)電磁場Ⅱ(電磁輻射與電磁波)和工程電磁場應(yīng)用專題。
《工程電磁場原理》(第1、2版)自2002年出版以來,已連續(xù)16次印刷,總印數(shù)達5萬余冊。正是繼續(xù)在本書規(guī)模效應(yīng)激勵下,遵循與時俱進地深化教學(xué)改革成果的指導(dǎo)思想,對原教材進行第三版的修訂。
當(dāng)前,完善我國高等工程教育質(zhì)量,提升我國高等工程教育的國際競爭力,是我國高等教育事業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)任務(wù)之一!半姶艌觥闭n程作為電氣類、電子信息類專業(yè)本科生必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課,其定位為面向國際化工程教育,為電氣類、電子信息類學(xué)生的專業(yè)課學(xué)習(xí)提供必備的知識基礎(chǔ),并服務(wù)于高素質(zhì)創(chuàng)新型科技人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。
因此,本書在保持第1、2版原有特色的基礎(chǔ)上繼續(xù)以“電磁場”課程面向工程教育的定位,及其在電氣類、電子信息類專業(yè)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)培養(yǎng)上日益發(fā)展的需求,提煉全書的教學(xué)體系、內(nèi)容和方法,主要歸結(jié)為:首先,第三版繼承已構(gòu)建的理論體系,即運用演繹法,從麥克斯韋方程組出發(fā),基于矢量場的亥姆霍茲定理,由一般到特殊進行推理和論述。其中,在理論聯(lián)系實際的前提下,繼續(xù)突出數(shù)學(xué)建模為學(xué)生學(xué)習(xí)的主線索;基于邊值問題的構(gòu)造,延拓了特殊函數(shù)的應(yīng)用;進而適度展示了結(jié)合工程應(yīng)用的渦流分析的知識點。其次,繼承了編寫中“三結(jié)合”的指導(dǎo)思想,即突出強電與弱電的結(jié)合;電磁理論與工程實踐的結(jié)合;電磁理論與相關(guān)學(xué)科交叉、滲透的結(jié)合。其中,在分解原第6章工程電磁場應(yīng)用專題的基礎(chǔ)上,本書進一步予以提煉、充實,使之成為對應(yīng)于各類電磁場問題分析中的“工程應(yīng)用示例”,以有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí),增強分析和解決工程電磁場問題的能力。最后,面向電磁場學(xué)科與電磁場工程科學(xué)技術(shù)前沿的進展,以第6章電磁場數(shù)值分析與綜合專題導(dǎo)引,集中展示電磁場理論與當(dāng)今前沿科學(xué)和工程技術(shù)間的結(jié)合點及其工程應(yīng)用前景。
在第三版中,凡以星號(*)標(biāo)識,并以小字排印的有關(guān)章節(jié),均可滿足本課程多層次教學(xué)的需求,其內(nèi)容之選擇、使用并不影響基于本課程教學(xué)基本要求講授的系統(tǒng)性與完整性。
倪光正,1960年(大學(xué)本科)、1964年(研究生)先后畢業(yè)于西安交通大學(xué)電機工程學(xué)系.、現(xiàn)為浙江大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。曾任原國家教委高等學(xué)校工科電工課程教學(xué)指導(dǎo)委員會委員:電路、信號系統(tǒng)和電磁場課程教學(xué)指導(dǎo)小組副組長;全國高校電工及自動化類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員;全國高校電磁場教學(xué)與教材研究會理事長。50余年來,致力于電磁場理論的教學(xué)與科研工作。開設(shè)課程7門;指導(dǎo)碩、博士生40余名。先后有20余項科研與教學(xué)成果獲獎(其中,獲國家教委、教育部自然科學(xué)一等獎各1項),并在國內(nèi)外重要國際會議上發(fā)表論文160余篇,撰寫《工程電磁場原理》、《工程電磁場數(shù)值計算》等教材、著作和譯作14部。享受國務(wù)院頒發(fā)的政府特殊津貼。
前輔文
引言
1. 電磁現(xiàn)象的研究?電磁場理論的建立
2. 場的描述
3. 電磁場學(xué)科與電磁場工程
4. 課程體系與內(nèi)容的考慮
第1章 電磁場的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)
1.1 電磁場物理模型的構(gòu)成
1.1.1 電磁場的基本物理量——源量和場量
1.1.2 電磁場中的媒質(zhì)及其電磁性能參數(shù)
1.2 矢量分析
1.2.1 矢量代數(shù)
1.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)
1.2.3 矢量積分
1.2.4 標(biāo)量場的梯度
1.2.5 矢量場的散度
1.2.6 矢量場的旋度
1.3 場論基礎(chǔ)
1.3.1 散度定理
1.3.2 斯托克斯定理
1.3.3 無散場與無旋場
1.3.4 亥姆霍茲定理
1.4 電磁場的基本規(guī)律——麥克斯韋方程組
1.4.1 電磁感應(yīng)定律
1.4.2 全電流定律
1.4.3 麥克斯韋方程組
習(xí)題
提要
第2章 靜態(tài)電磁場Ⅰ:靜電場
2.1 基本方程與場的特性
2.1.1 靜電場的基本方程
2.1.2 真空中的高斯定理?靜電場的有散性
2.1.3 靜電場的無旋性
2.2 自由空間中的電場
2.2.1 自由空間中的E和φ
2.2.2 場分布:基于場量E的分析
2.2.3 場分布:基于位函數(shù)φ的分析
2.2.4 電場線和等位面(線)
2.3 導(dǎo)體和電介質(zhì)
2.3.1 靜電場中的導(dǎo)體
2.3.2 靜電場中的電介質(zhì)?電介質(zhì)的極化
2.4 電介質(zhì)中的電場
2.4.1 電介質(zhì)中的高斯定理
2.4.2 介電常數(shù)?擊穿場強
2.4.3 不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件
2.5 邊值問題
2.5.1 數(shù)學(xué)模型——邊值問題
2.5.2 直接積分法
2.5.3 分離變量法
2.5.4 靜電場解的唯一性
2.6 鏡像法
2.6.1 點電荷與無限大接地導(dǎo)電平面系統(tǒng)的電場
2.6.2 電軸與無限大接地導(dǎo)電平面系統(tǒng)的電場
2.6.3 電軸法
2.6.4 點電荷與無限大介質(zhì)平面系統(tǒng)的電場
2.6.5 點電荷與導(dǎo)體球系統(tǒng)的電場
2.7 數(shù)值計算方法——有限差分法
2.7.1 引言
2.7.2 差分與差商
2.7.3 有限差分法(FDM)
2.8 電容?部分電容
2.8.1 兩導(dǎo)體系統(tǒng)的電容
2.8.2 多導(dǎo)體系統(tǒng)的電荷與電位?部分電容
2.8.3 靜電屏蔽
2.9 靜電場能量
2.9.1 帶電體系統(tǒng)中的靜電場能量
2.9.2 靜電能量的分布及其分布密度
2.10 電場力
*2.11 工程應(yīng)用示例
2.11.1 分裂導(dǎo)線系統(tǒng)
2.11.2 避雷線(架空地線)
2.11.3 屏蔽電極
習(xí)題
提要
第3章 靜態(tài)電磁場Ⅱ:恒定電流的電場和磁場
3.1 恒定電場的基本方程與場的特性
3.1.1 恒定電場的基本方程?無散、無旋場
3.1.2 電功率?電動勢
3.1.3 不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件
3.2 恒定電場與靜電場的比擬?接地系統(tǒng)
3.2.1 靜電比擬
3.2.2 接地電阻
3.2.3 跨步電壓
3.3 恒定磁場的基本方程與場的特性
3.3.1 恒定磁場的基本方程
3.3.2 真空中的安培環(huán)路定律?恒定磁場的有旋性
3.3.3 磁通連續(xù)性原理?恒定磁場的無散性
3.3.4 畢奧-薩伐爾定律
3.4 自由空間中的磁場
3.4.1 場分布:基于場量B的分析
3.4.2 場分布:基于矢量磁位A的分析
3.4.3 場分布:基于標(biāo)量磁位φm的分析
3.4.4 磁場線
3.5 媒質(zhì)中的磁場
3.5.1 媒質(zhì)磁化
3.5.2 磁場強度H
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