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《电磁场理论》课程教学大纲 (54学时,3学分) 一、课程性质、目的与任务 《电磁场》是工科电类专业的一门理论性较强的基础技术课。它的任务是阐明电磁场的基本概念、基本规律和基本的分析计算方法,为后续专业课打下基础。 二、课程基本要求 在物理电磁学的基础上,通过本课程的学习,应进一步熟悉宏观电磁场的基本性质和基本规律,能应用所学理论分析空间的场分布,深刻理解电工技术中的电磁问题有路和场两种方法。路是场的简化,路的规律统一在场的规律上,应用场的观点对电工技术中一些共同性的电磁现象和电磁工程进行分析,会进行电路参数的计算(电路参数指电容、电阻、电感)。 三、课程教学基本内容 1、静电场 (1)本章主要介绍静电场的基本性质、基本规律和求解的方法。本章的研究方法对以后各章有指导意义。根据类比原理,静电场问题的解可应用于以后各章,所以本章的学习十分重要。 (2)学习本章的基本要求是: ①理解并掌握静电场的基本性质和基本方程。 ②能写出一些简单的静电场问题的微分方程和边界条件。 ③应用叠加原理和高斯定理计算点电荷系统和一些形状特殊的连续分布电荷系统的电场强度和电位。 ④掌握镜象法、电轴法的实质和计算步骤。 ⑤学会计算电场能量和静电力的方法。 ⑥学会计算部分电容的方法。 ⑦极化的概念、击穿的概念。 (3)唯一性定理是静电场各种间接解法的理论根据,其概念十分重要,必须理解、掌握、但定理证明不作要求。 2、恒定电场 (1)恒定电场的分析方法和静电场的分析方法有不少相似之处,例如从基本方程着手,讨论分界面的边界条件,求解场分布及参数。 (2)通过本章学习要弄清产生恒定电场的条件,欧姆定理和焦耳定律的微分形式;理解导电介质中恒定电场的基本方程、拉普拉斯方程及电流密度的物理意义;熟悉分界面上的边界条件;了解接地电阻的含义;学会求解电导的几种途径;对恒定电场与静电场的类比要较熟悉。 3、恒定磁场 (1)掌握恒定磁场的基本方程、基本性质和有旋无源性。 (2)能定性描绘某些形状简单的电流回路产生的磁场分布(有电流区域的场图不作要求)。 (3)会用毕奥—沙伐定律、安培环路定律计算一些简单的电流回路产生的磁场。 (4)掌握标量磁位、向量磁位A的定义,会用A来计算一些两维磁场。 (5)掌握计算电感的方法、步骤以及计算磁场对截流导体的作用力的几种方法,磁场能量与力。 (6)会用类比的方法,将静电场中得到的一些结论推广应用到恒定磁场中去。 4、时变场 (1)牢固掌握:A、位移电流的概念、电流连续性原理及全电流定理,B、电磁感应定律及其推广,C、麦克斯韦方程组的微分、积分形式及其物理意义,D、坡印亭矢量及电磁能量的分布与传输。 (2)掌握:A、不同媒质分界面上的边界条件,B、波阻抗、波速、传布系数及透入深度。 (3)理解:A、时变场的唯一性定理,B、动态位A与所满足的方程及其解答表明的电磁场的性质,C、辐射的概念。 5、平面电磁波 (1)平面电磁波在理想介质中与导电媒质中传播的基本规律。 (2)极化波的概念,线性极化波的反射和透射,重点讨论全反射及驻波。 (3)涡流、集肤效应、邻近效应、电磁屏蔽。 6、均匀传输线中的导行电磁波 (1)从电磁场方程组出发,阐明无损耗二线均匀传输线周围的电磁波TEM型,掌握用电压U和电流I表示的均匀传输线基本方程组。 (2)特性阻抗和传播常数的概念,它们与传输线的原参数的关系。 (3)电压行波、电流行波的沿线分布规律及入端阻抗。
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