工程电磁场课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,是该专业必修的主干课程。
单元测试 ×0.3+作业成绩×0.2+期末考试×0.5
成绩 >=60分及格
教学内容包含矢量分析与场论基础,静电场,恒定电场,恒定磁场,恒定场的能量,磁路分析,交变场与电磁兼容技术。理论教学课时32学时(课内),其中:
1、矢量分析和场论基础(6学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求: 了解标量与矢量的表示,矢量的运算方法,理解标量场的梯度、矢量场的散度和旋度;了解亥姆霍兹定理,熟悉常用的三种坐标系。 二、教学重点: 标量场的梯度,矢量场的散度和旋度 三、教学难点: 圆柱坐标系和球坐标系下的公式 四、课程思政 介绍被誉为“电磁学之父”的英国物理学家麦克斯韦为电磁学作出的杰出贡献,勉励学生崇尚科学、勇于探索,认真学习,奋力拼搏,为我国科学技术的发展增光添彩。 五、教学内容: 矢量与标量,矢量的代数运算,矢量场与标量场,标量场的梯度,矢量场的散度,矢量场的旋度,亥姆霍兹定理,三种常用的坐标系。
2、静电场(4学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求 了解库仑定律,描述电场的物理量,理解高斯通量定理,并能将它应用到分析对称分布电场场的场强分析中。理解环路定理,学会利用该定则分析场中指定点的电位,或两点间的电压。了解电介质对静电场分布的影响,了解介质中的高斯定理,能结合边界条件分析介质中的电场分布。。 二、教学重点: 高斯定理,安培环路定则,电位移矢量,边值问题。 三、教学难点: 电位移矢量。 四、教学内容: 库仑定律与电场强度,高斯定理,环路定理,电偶极子,静电场中的导体和介质,电位移矢量,静电场基本方程和分界面,边值问题。
3、恒定电场(4学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求 理解电流密度的概念,熟悉欧姆定律的微分形式,掌握恒定电场的基本方程,了解导电介质分界面的衔接条件,了解恒定场与静电场的比拟,了解跨步电压的形成。 二、教学重点: 恒定电流电场的基本方程和边界条件。 三、教学难点: 边界条件。 四、教学内容: 导电介质中的电流强度和电流密度,电动势和局外场强,恒定电场的基本方程,导电介质的分界面衔接条件,恒定电流场的边值问题,跨步电压。
4、恒定电流的磁场(8学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求 了解用于描述磁场强弱的基本物理量,磁场的描述,理解磁通连续性原理和安培环路定则定理,理解矢量磁位、磁偶极子与磁介质中的磁场,掌握恒定电流场的基本方程和边值问题。恒定磁通的磁路分析。 二、教学重点: 恒定电流磁场的基本方程和边界条件。恒定磁通的磁路分析。 三、教学难点: 边界条件。 四、教学内容: 磁感应强度,磁通连续性定理和安培环路定理,矢量磁位,磁偶极子,恒定磁场的基本方程,恒定磁场的边值问题。第一类恒定磁通的磁路计算、第二类恒定磁通磁路计算,磁路的类比分析法。
5、交变电磁场和电磁辐射(4学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求 了解麦克斯韦方程组,理解位移电流的概念。了解交变电磁场的边值问题。理解电磁振荡的原理、天线辐射的基本原理。了解偶极子天线辐射的近场和远场的特点。掌握天线辐射功率和辐射阻的计算方法。 二、教学重点: 麦克斯韦方程组,各类边值问题,电磁辐射。 三、教学难点: 边值问题。 四、教学内容: 概述、电磁感应定律,全电流定律,麦克斯韦方程组,电磁振荡和电磁辐射,边值问题。
6、电磁场的能量和力(2学时/课内)(支撑课程目标1) 一、教学目的与要求 了解静电场、恒定电流的电场以及恒定电流磁场的能量,了解交变电磁场的能量。初步了解用虚位移法求电磁力。 二、教学重点: 恒定电流的电场和磁场的能量 三、教学难点: 坡印亭矢量,虚位移法。 四、教学内容 静电场的能量,恒定电流场的能量-焦耳定律,恒定磁场的能量,虚位移法分析电磁力。
7、电磁的现象和电磁兼容(4学时/课内)(支撑课程目标2) 一、教学目的与要求 了解导体中的涡流形成原因、特点、危害、工程中的应用;了解导体中电流的趋肤效应形成的原因、危害和对策,以及工程中的应用。了解导线之间的邻近效应的形成原因、危害。了解电磁波在导电媒质中的穿透作用,以及穿透过程中的能量损耗。了解微波炉等家用电器加热食品的工作原理。理解电磁波的穿透深度公式,掌握电磁屏蔽的方法和工作原理。初步了电磁辐射的来源,了解电磁兼容的概念,以及工程中抑制干扰的常见方法。 二、教学重点: 各种电场现象形成原因,以及在工程中的应用。 三、教学难点: 电磁兼容技术。 四、课程思政 结合本章有关电磁兼容的学习,让学生知道电子设备的电磁辐射也是一种污染,它不仅会干扰其他电子设备的正常工作,还能污染电网,甚至危害人们的身体健康,所以,提高学生对电磁干扰危害的认识,自觉遵守特定场所对电磁辐射的规定,让环境保护意识扎根于心。 五、教学内容 电磁现象:涡流,趋肤效应,邻近效应,电磁穿透,电磁屏蔽,微波炉与WIFI无线路由器。电磁辐射的生物效应,电磁兼容及其技术。
8、期末考试(2学时/课外) |