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SPOC学校专有课程
2022工程电磁场与波-姚缨英班
第1次开课
开课时间: 2022年02月17日 ~ 2022年07月01日
学时安排: 3
当前开课已结束 已有 56 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=本课程是工科电气信息类专业的重要专业基础课,是电工、电子和信息技术学科的理论基础,在军事、医疗、天文等领域有着重要的应用,是理解近代科技成果必不可少的知识本源。 课程是在物理电磁学的基础上,进一步研究电磁现象,探究电磁过程的基本规律和分析计算方法。课程内容包括电磁场的数学物理基础、静电场、恒定电流的电场和磁场、准静态电磁场、动态电磁场与电磁波。课程教学贯穿数学建模思想,选配富有启发性和针对性的例题与习题,以激发学生的学习兴趣、为后续专业课的学习奠定基础,同时培养学生解决工程电磁问题的能力。欢迎同学们加入学习!
本课程是工科电气信息类专业的重要专业基础课,是电工、电子和信息技术学科的理论基础,在军事、医疗、天文等领域有着重要的应用,是理解近代科技成果必不可少的知识本源。 课程是在物理电磁学的基础上,进一步研究电磁现象,探究电磁过程的基本规律和分析计算方法。课程内容包括电磁场的数学物理基础、静电场、恒定电流的电场和磁场、准静态电磁场、动态电磁场与电磁波。课程教学贯穿数学建模思想,选配富有启发性和针对性的例题与习题,以激发学生的学习兴趣、为后续专业课的学习奠定基础,同时培养学生解决工程电磁问题的能力。欢迎同学们加入学习!
—— 课程团队
课程概述

   本课程是电气信息类专业本科生必修的一门重要专业基础课,是电工、电子和信息技术学科的理论基础,是理解和解决工程电磁问题必需的知识储备。

   课程主要研究电磁现象和电磁过程的基本规律和分析计算方法。课程内容包括电磁场的数学物理基础、静电场、恒定电流的电场和磁场、准静态电磁场、动态电磁场与电磁波。课程内容以麦克斯韦电磁方程组为基础,教学内容由浅入深,由静态到动态,每个教学内容选配富有启发性和针对性的例题与习题,每个教学章节之后配备章节测试题,以巩固学生所学知识。通过本课程的学习,能够使学生掌握工程电磁场的基础理论和分析计算方法,为后续专业课学习提供必要的知识基础,还有利于培养学生的严谨科学思维和科研创新能力。

   课程精简提炼碎化知识点内容,形成清晰的脉络构架模块,在知识讲解基础上,增加经典解析,配备随堂测试、章节测试、结业测试,课程讨论等内容,加大学生自主学习和练习的占比,提升学生的学习积极性和主动性,解决电磁场课程内容多,学习困难的实际问题。


授课目标

本课程是电气工程类各专业的一门重要的技术基础课程,为后续专业课程学习与科研实践提供必要的知识与能力基础。电磁场理论体系完整、简练,内蕴丰富,概念性强,且应用数学知识与工具较多,涉及知识面宽。因而,本课程遵循以建立物理概念为基础,数学建模和分析为主线索,力求加强工程分析观点的教学思想,循序渐进地引导学生掌握电磁场的基本原理、分析与计算的基本方法,以培养学生严谨的思维能力,基于场的观点建立对电气和信息工程领域中的电磁现象和过程进行定性分析与判断的初步能力,并掌握对典型工程电磁场问题定量分析的基本技能。

成绩 要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


课程大纲

第0章 绪论

0课程概况及学习的意义

第1章 电磁场的数学物理基础

1.1 矢量代数

1.2.1 标量函数的梯度

1.2.2 矢量函数的散度

1.2.3 矢量函数的旋度,两个重要的定理和拉普拉斯算符

1.3 电磁场的源量和场量

1.4.1 电荷守恒定律、一般形式的安培环路定律

1.4.2 麦克斯韦方程组、两个零矢量恒等式、亥姆霍兹定理

第1章 单元测验

第2章 静态电磁场I: 静电场

2.1 静电场的基本方程及特性 &2.2.1 自由空间中的电场

2.2.2 自由空间中的电场强度

2.2.3自由空间中的电位 & 2.2.4 电场线

2.3导体和电介质

2.4电介质中的电场

2.5边值问题

2.6.1 点电荷与无限大接地导电平面系统的电场

2.6.2 电轴与无限大接地导电平面系统的电场 & 2.6.3 电轴法 & 2.6.4 点电荷与无限大介质平面系统的电场

2.6.5 点电荷与导体球系统的电场 & 2.8.1 两导体系统的电容

2.8.2 多导体系统的电荷与电位 • 部分电容

2.9 静电场能量 & 2.10 电场力

第2章 单元测验

第3章 静态电磁场II 恒定电流的电场和磁场

3.1 恒定电流场的基本方程与场的特性

3.2 恒定电场与静电场的比拟 • 接地系统

3.3恒定磁场的基本方程与场的特性

3.4.1基于场量B的分析

3.4.2 基于矢量磁位A的分析

3.4.3 基于标量磁位的分析

3.5.1 媒质的磁场

3.5.2 磁场强度H一般形式的安培换路定律

3.5.3 不同媒质分界面上的边界条件

3.5.4 媒质场分布:基于场量H的分析,镜像法

3.6 电感

3.7 磁场能量

3.8 磁场力

第3章 单元测验

第4章 动态电磁场I 基本理论与准静态电磁场

4.1动态电磁场的基本方程与边界条件

4.2 时谐电磁场

4.3电磁场能量坡印廷定理

4.4. 电磁位

4.5.1电准静态场与磁准静态场

4.5.2 均匀导电媒质中的电荷驰豫

4.5.3 集肤效应与透入深度

第4章单元测试

第5章 动态电磁场Ⅱ :电磁辐射与电磁波

5.2.2均匀平面电磁波的物理意义

5.3.1垂直入射电磁波的反射与透射

5.3.2驻波比与匹配

5.4 均匀平面电磁波的极化

5.5.1有损媒质中均匀平面波的方程及其解

5.5.2有损媒质中均匀平面电磁波的物理意义

5.1 电磁辐射

5.1.1元天线-电偶极子的电磁场

5.1.2近场与远场

5.1.3方向图-天线的方向性

5.2.1理想介质中均匀平面波的方程及其解

第5章 单元测验

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预备知识

大学物理(电磁学部分)

大学数学知识:微积分、矢量分析和场论、 常微分方程、偏微分方程和特殊函数等,各类坐标系等

参考资料

1. 《工程电磁场原理》(第三版),倪光正, 高等教育出版社

2.《工程电磁场导论》冯慈璋、马西奎,高等教育出版社

3. Kenneth R. Demarest—Engineering Electromagnetics

4. William H. Hayt Jr.—Engineering Electromagnetics

源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

浙江大学
1 位授课老师
姚缨英

姚缨英

教授

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