SPOC学校专有课程
工程电磁场
分享
spContent=电磁理论是高新技术发展的重要理论基础之一。本课程以麦克斯韦方程组为主线,以物理现象为基础、数学建模为工具,在理论联系实际的前提下,讨论各类工程电磁场问题的分析与解决方案。是电气类专业本科生必修的重要课程之一。
—— 课程团队
课程概述

本课程旨在培养学生系统掌握电磁场的基本概念、原理与规律,具备用“场”的观点对电气工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析与判断的初步能力;了解电磁场定量分析的基本途径,为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础。其特点为:

1.  课程体系采用从特殊到一般的体系结构,从学生认识到理解的角度出发,沿着电磁理论发展的历史脉络,循序渐进徐徐展开阐述,符合学生的认知规律。

2.  课程讲授突出电磁场课程学习的方法论指导,以数学建模的思想作为学生学习的主要线索,突出电磁场的基本规律,注重课程的基础性,有意识培养学生继续学习电磁场理论的能力。

3.  对比的思想贯穿于课程的始终,引导学生发现并掌握电磁场中可类比可对比的内容

课程内容如下:

1. 电磁场的数学物理基础:包括电磁场物理模型的构成;矢量分析与场量基础。

2. 静电场的分析与计算:包括静电场基本特点;基本方程;边值问题;直接积分与分离变量法、镜像法;部分电容与静电屏蔽;静电场能量与力。

3. 恒定电场的分析与计算:包括恒定电场的基本特点与方程求解;静电比拟法等。

4. 静磁场的分析与计算:包括恒定磁场的基本方程,安培环路定律、磁通连续性原理、毕奥-萨伐尔定律等;矢量与标量磁位的分析;边值问题;镜像电流法;电感计算;磁能与磁场力。

5. 时变电磁场的分析与计算:包括动态电磁场基本方程与边界条件;电磁场能量与坡印廷定理电磁位计算准静态电磁场的诸类现象等。

6. 电磁辐射与电磁波:包括电磁辐射均匀平面电磁波及其反射与透射琼斯矢量与琼斯矩阵有损媒质中的均匀平面电磁波、导引电磁波等。

7. 基于matlab软件的电磁场相关计算仿真方法。

授课目标

1、加深对电磁场基本概念的理解;了解物质的基本电磁性质;掌握基本电磁场理论。

2、掌握静电场、恒定电场和磁场、时变电磁场、准静态电磁场与平面电磁波的基本特点。 

3、能够对工程中一些基本电磁现象进行分析解释;学习并运用各类电磁场的分析与计算方法。


成绩要求

本课程总计100分,平时测验及上机实验等共计30分,期末考试70分。课堂交流讨论可作为平时成绩调整依据



课程大纲
预备知识

工科数学分析、大学物理    

参考资料

[1] 倪光正.《工程电磁场原理(第3版)》. 高等教育出版社. 2016.

[2] 冯慈璋,马西奎.《工程电磁场导论》. 高等教育出版社. 2000.

[3] 刘淑琴.《工程电磁场基础及应用(第1版)》. 机械工业出版社. 2018(重印).

[4] 谢处方,饶克谨.《电磁场与电磁波(第4版)》. 高等教育出版社. 2015.