《工程電磁場原理》ppt課件

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1、工程電磁場原理（電子教案素材）高等教育出版社、高等教育電子音像出版社一、“電磁場”課程的地位、作用與任務(wù)二、引言三、學(xué)習(xí)方法四、本課程學(xué)時分配建議第1章電磁場的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)§1.1電磁場的物理模型及其分析§1.2關(guān)于源量的注釋§1.3矢量分析教學(xué)中的若干討論點(diǎn)§1.4關(guān)于亥姆霍茲定理的注釋§1.5電磁感應(yīng)定律的推廣§1.6電流概念的擴(kuò)充?全電流定律緒論第2章靜態(tài)電磁場?：靜電場§2.1基本內(nèi)容與要求§2.2教學(xué)重點(diǎn)解析一、電介質(zhì)的極化?極化電場二、靜電場邊值問題的構(gòu)造三、分離變量法及其應(yīng)用四、鏡像法及其應(yīng)用五、關(guān)于部分電容概念的討論六、虛位移法七、基于法拉第觀點(diǎn)分析電場力八、場圖示例第

2、3章靜態(tài)電磁場Ⅱ：恒定電流的電場和磁場§3.1基本內(nèi)容與要求一、恒定電場二、恒定磁場§3.2教學(xué)重點(diǎn)解析一、關(guān)于導(dǎo)電媒質(zhì)中建立恒定電流場的討論二、靜電比擬原理三、基于場矢量積分關(guān)系式的分析方法四、基于矢量磁位A的應(yīng)用分析五、磁偶極子在外磁場中的受力分析六、作用于磁場中兩種媒質(zhì)分界面上的磁壓力七、場圖示例第4章準(zhǔn)靜態(tài)電磁場§4.1基本內(nèi)容與要求§4.2教學(xué)體系框架§4.3教學(xué)重點(diǎn)解析一、準(zhǔn)靜態(tài)場的判別條件——似穩(wěn)條件二、基本方程及其導(dǎo)出關(guān)系式三、時諧電磁場的復(fù)數(shù)表示第5章動態(tài)電磁場與電磁波§5.1基本內(nèi)容與要求§5.2教學(xué)體系框架§5.3教學(xué)重點(diǎn)解析一、坡印廷定理與坡印廷矢量二、復(fù)介電常

3、數(shù)、復(fù)磁導(dǎo)率和等效復(fù)介電常數(shù)三、電磁位及其積分解四、電磁輻射五、均勻平面電磁波六、導(dǎo)引電磁波緒論一、“電磁場”課程的地位、作用與任務(wù)二、引言三、學(xué)習(xí)方法四、本課程學(xué)時分配建議一、“電磁場”課程的地位、作用與任務(wù)“電磁場”是高等學(xué)校電氣信息類專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其主要任務(wù)是：(1)在“大學(xué)物理”電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述宏觀電磁場的基本規(guī)律，并根據(jù)電氣信息類各專業(yè)工程實(shí)際的需要，介紹有關(guān)電磁技術(shù)應(yīng)用的基本知識；(2)應(yīng)用場的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生對電氣信息工程中的電磁現(xiàn)象和電磁過程進(jìn)行定性分析與判斷的初步能力，并進(jìn)而掌握定量分析的基本技能；(3)通過電磁場理論的邏輯推理，培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法

4、和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。“電磁場”課程的地位與作用：●“電磁場”課程內(nèi)容是電氣信息類專業(yè)本科生所應(yīng)具備知識結(jié)構(gòu)的必要組成部分——電氣信息類各專業(yè)主要課程的核心內(nèi)容都是電磁現(xiàn)象在特定范圍、條件下的體現(xiàn)，因此，分析電磁現(xiàn)象的定性過程和定量方法是電氣信息類各專業(yè)學(xué)生掌握專業(yè)知識和技能的基礎(chǔ)；●近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)程表明，電磁場理論是眾多交叉學(xué)科的生長點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)；●教學(xué)實(shí)踐證明，本課程不僅將為電氣信息類學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供必須的知識基礎(chǔ)，而且將增強(qiáng)學(xué)生面向工程實(shí)際的適應(yīng)能力和創(chuàng)造能力，關(guān)系到學(xué)生基本素質(zhì)培養(yǎng)的終極目標(biāo)。二、引言1.什么是場？●物理概念上的描述：“在遍及一個被界定的或

5、無限擴(kuò)展的空間內(nèi)，存在著某種必須予以重視、研究的效應(yīng)”。例如，溫度場T(x,y,z,t)、重力場F(x,y,z,t)，以及電場E(x,y,z,t)、磁場B(x,y,z,t)等對應(yīng)于相應(yīng)物理效應(yīng)客觀存在的物理場；●數(shù)學(xué)意義上的描述：“給定區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)數(shù)值的集合，并由此規(guī)定了該區(qū)域內(nèi)某一特定量的特性”。2.本課程的理論體系——宏觀電磁理論1865年英國物理學(xué)家麥克斯韋(J.C.Maxwell)建立的著名的麥克斯韋電磁場方程組是宏觀電磁理論體系的基礎(chǔ)。宏觀電磁理論所涉及的電磁現(xiàn)象和過程的基本特征是：●場域(即場空間)中媒質(zhì)是靜止的，或其運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于光速；●場域作為點(diǎn)集，點(diǎn)的尺寸遠(yuǎn)大于原子間的

6、距離。本課程所討論的任一場點(diǎn)，即意味著大量分子的集合場域中的媒質(zhì)被看作為“連續(xù)媒質(zhì)”該場點(diǎn)處的電磁性能歸結(jié)為對應(yīng)的宏觀統(tǒng)計平均效應(yīng)的表征，即通過宏觀等效的物性連續(xù)參數(shù)(如電導(dǎo)率?、磁導(dǎo)率?和介電常數(shù)?)予以描述。因而，宏觀電磁理論也被稱為“連續(xù)媒質(zhì)電動力學(xué)”，但決不等同于“量子電動力學(xué)”或“相對論電動力學(xué)”，后者已分別延拓到微觀粒子或高速運(yùn)動體系中電磁現(xiàn)象和過程的研究領(lǐng)域。3.工程電磁場問題的觀察點(diǎn)——“電磁場的有效控制和利用”無論從理解近代科學(xué)技術(shù)成果或者從發(fā)展并實(shí)現(xiàn)新的科學(xué)技術(shù)成果評價，電磁場理論及其應(yīng)用不僅是日趨發(fā)展的電工、電子和信息科學(xué)技術(shù)的重要基礎(chǔ)，而且也是旁及軍事、生態(tài)、醫(yī)

7、療、地質(zhì)等眾多領(lǐng)域新科學(xué)技術(shù)的生長點(diǎn)。這一切都可聚焦于“電磁場的有效控制和利用”的基本觀察點(diǎn)上，例如：?浦東國際機(jī)場磁懸浮線（EMS型磁浮列車）和日本山梨磁懸浮試驗(yàn)線（EDS型磁浮列車）；?電磁探測（應(yīng)用于油、氣、礦藏、地層結(jié)構(gòu)探測和氣象預(yù)測等遙感、遙測技術(shù)）；?電子束曝光、離子束注入技術(shù)（大規(guī)模集成電路芯片制造）；?現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的電磁技術(shù)（導(dǎo)彈防御系統(tǒng)、隱身飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈、GPS系統(tǒng)、信息干擾等）；?廣播、電視、移動電話、微波通信和光纖通信等；