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1一、关于电磁场理论二、电磁场理论的学习要素三、本课程的学习内容安排五、参考书目绪论下页返回Introduction四、课程研究基本内容一、关于电磁场理论1.课程的地位与作用课程性质:学科基础课。电磁相互作用在自然规律中的地位。与机械作用相比较，长距离传输根据电磁波频谱，产生不同专业。分析电磁现象的定性过程和定量方法。电磁场理论是众多交叉学科的生长点和新兴边缘学科发展的基础。下页上页返回2.什么是场？物理描述：“在遍及一个被界定的或无限扩展的空间内，存在着某种必须予以重视、研究的效应”。下页上页返回数学描述：给定区域内各点数值的集合，并由此规定了该区域内某一特定量的特性。例如：温度场T(x,y,z,t)、重力场F(x,y,z,t)，以及电场E(x,y,z,t)、磁场B(x,y,z,t)等对应于相应物理效应客观存在的物理场；3、电磁场的基本规律•库仑定律•高斯定律•电荷守恒定律•安培定律•毕奥-沙伐定律•磁路连续性定律•法拉第电磁感应定律。“绕蛙腿和导线等等瞎忙乎得到的一些关于自然的事实”。19世纪基础物理学发展摘自《可怕的对称-----现代物理学中美的探索》[美]阿·热著用麦克斯韦方程组表述的电磁理论。对称性洛伦兹不变性时间的性质，等等2mcE1865年英国物理学家麦克斯韦建立的著名的麦克斯韦电磁场方程组是宏观电磁理论体系的基础。基本特征是：场域(即场空间)中媒质是静止的，或其运动速度远小于光速；场域作为点集，点的尺寸远大于原子间的距离。4.本课程的理论体系—宏观电磁理论下页上页返回25.电磁场理论可以解决哪些问题？（电气工程中的范例）高压输电线路高压输电线路配电柜“电力系统无功补偿装置”母线示意图3二、学习电磁场理论的学习要素电磁场分为静态场和时变场，各种场之间有着许多共性和个性。类比法是一种好的学习方法。电磁场的物理概念抽象，它是矢量；又是空间和时间的函数。因此，要从描述场的数学模型中深刻理解其物理含义，从而加深对理论的认识。微积分、矢量分析、数理方程等数学理论是研究电磁场的语言和工具。扎实的数学基础是学习电磁场的必备条件。下页上页返回三、本课程的章节分配波导与谐振腔均匀传输线中的导行电磁波平面电磁波的传播4准静态电磁场6时变电磁场6恒定磁场8+4恒定电场4静电场10+4绪论2下页上页返回四、课程研究基本内容1）电场和磁场都是矢量。根据亥姆霍兹定理：在空间有限区域的某一矢量场，由它的散度、旋度以及边界条件唯一地确定。2）本课程的各部分内容，例如静电场、恒定磁场和时变电磁场都是围绕其散度和旋度方程以及边界条件展开的。这是经典电磁场理论的核心。下页上页返回3）描述电场、磁场基本性质的基本方程。其微分形式就是场的散度方程和旋度方程，其积分形式就是场的通量方程和环流方程。4）一种介质和另一种介质的交界面称为介质分界面。分界面处发生了介质突变，因此引起了场的突变。边界条件就是描述在无限靠近分界面，但又分别处在两种介质之中的场，描述它们之间的关系和它们与分界面处源的关系。方程与边界面下页上页返回分界面的处理与应用5）在介质分界面处，场发生了突变，因此，要用积分形式的基本方程去分析边界条件。边界条件的应用贯穿了整个课程。例如，静态场典型参数（电容、电感、电导）的求解、静态场的边值问题、波的入射、反射和折射、导行系统的电磁场的分析都要用到边界条件。下页上页返回四、参考书目孙敏等.工程电磁场基础.北京：科学出版社，2001下页上页返回刘国强等.ANSOFT工程电磁场有限元分析.北京：电子工业出版社，19954五、考核方式（1）平时成绩（听课、上机实验、作业）30％（2）期末考试70％下页上页返回