《电磁场》PPT课件 仲慧 山东大学

 
课件内容： 
电磁场的物理基础 
通过本章学习，了解电场与磁场的源，了解极化与磁化的概念，回顾大学物理中关于电磁场基本物理量的定义和电磁场基本实验定律，包括库仑定律、安培力定律、法拉第电磁感应定律，归纳概括麦克斯韦方程组的积分形式。计划学时：6学时 
第一节电荷密度与电流密度 
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1.1电磁场的源之电荷与电荷密度 
1.2电磁场的源之电流荷密度  
第二节 电场强度与电位移矢量 
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1.3库伦定律与电场强度  
1.4极化与电位移  
第三节 磁感应强度与磁场强度 
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1.5安培定律与磁场  
1.6磁化与磁场强度  
第四节 电磁场基本方程组 
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1.7法拉第电磁感应定律  
1.8全电流定律  
1.9麦克斯韦方程  
静电场 
通过本章学习，从微分角度确定静电场的有源性和保守性，掌握分界面上的边界条件，能够通过微分方程计算电场及电场强度；理解静电场的泊松方程和拉普拉斯方程、边值问题，掌握直接积分法（对称场）、解的唯一性原理。掌握镜像法、电轴法，理解部分电容的概念；掌握电场能量及其分布、电场力及其计算。计划学时：10-12学时 
第一节 基本方程及其微分方程 
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2.1静电场特性  
第二节 电位与电位梯度 
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2.2电位  
第三节 静电场的边值问题 
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2.3静电场微分方程  
2.4静电场分界面条件  
2.5导体与介质的分界面  
2.6静电场的边值问题  
第四节 镜像法与电轴法 
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2.7.1镜像法——平面镜像一  
2.7.2镜像法——平面镜像二  
2.8镜像法——球面镜像  
2.9电轴法  
第五节 多导体系统的部分电容 
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2.10.1电容的计算（一）  
2.10.2电容的计算（二）  
2.11静电屏蔽  
第六节 电场能量和电场力 
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2.12电场能量的计算  
2.13电场力的计算  
2.14电场中的法拉第观点 
恒定电场 
通过本章学习，了解局外场强的概念，理解电荷守恒和电流连续性原理理解恒定电场微分方程其物理意义，能够熟练掌握恒定电场的微分方程求解方法，理解导电媒质中的恒定电场与静电场无电荷区域的各种比拟关系，掌握静电比拟法和镜像法。掌握电导和接地电阻的计算，了解多电极系统部分电导和跨步电压的概念。计划学时：4学时 
第一节导电媒质中的恒定电场 
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3.1电源电动势与局外场强  
3.2恒定电场特性  
第二节 恒定电场的边值问题 
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3.3恒定电场边值问题  
第三节 静电比拟 
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3.4静电比拟 
第四节电导与接地电阻 
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3.5电阻的计算  
3.6接地电阻  
3.7跨步电压  
恒定磁场 
恒定电流在导体内分布电场的同时，也在周围空间产生了磁场，通过本章学习，了解磁这一空间中特殊形式物质的场分析方法，理解磁场微分方程及其物理意义，掌握磁场的分界面衔接条件；理解标量磁位和矢量磁位的定义，熟练掌握简单一维恒定磁场问题求解，掌握铁磁媒质平面的镜像法；掌握外自感和互感的计算，了解内自感的概念；理解磁场能量密度的概念、掌握计算磁场能量的各种方法和求磁场力的虚位移法；理解磁路和磁路定律，掌握简单磁路问题的计算，了解铁磁屏蔽的方法。计划学时：10-12学时 
第一节 基本方程及其微分形式 
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4.1毕奥-沙伐尔定律  
4.2恒定磁场特性  
第二节 标量磁位 
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4.3标量磁位  
4.4标量磁位微分方程  
第三节 矢量磁位 
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4.5矢量磁位  
4.6矢量磁位的应用  
第四节 磁场中的镜像法 
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4.7磁场中的镜像法 
第五节 电感 
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4.8内自感  
4.9电感的计算  
第六节 磁场能量与磁场力 
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4.10磁场能量的计算  
4.11磁场力的计算  
第七节 磁路及其计算 
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4.12磁路与磁路定理  
4.13铁磁屏蔽 
时变电磁场 
通过本章学习，深刻理解麦克斯韦方程组的微分形式及其物理意义，熟练掌握电场与磁场互为因果的关联性，掌握时变电磁场的分界面衔接条件，熟练掌握采用坡印亭矢量分析电磁能量流动的方法，深刻理解电磁辐射现象，掌握单元偶极子天线产生的辐射电磁场的基本特性。计划学时：6-8学时 
第一节 电磁场基本方程组 
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5.1时变电磁场特性  
第二节 坡印廷定理与坡印廷矢量 
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5.2坡印廷定理  
5.3坡印廷矢量  
第三节 动态位及其波动方程 
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5.4动态位  
5.5达朗贝尔方程  
第四节 正弦电磁场 
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5.6正弦电磁场  
第五节 电磁辐射 
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5.7单元偶极子的电磁辐射  
5.8远区和近区电磁场 
准静态电磁场 
通过本章学习：理解电准静态场和磁准静态场，掌握准静态场中物理量的计算，了解电荷在导体中的弛豫过程以及电磁场的扩散方程；了解集肤效应和邻近效应；了解涡流损耗和电磁屏蔽；了解基尔霍夫电流、电压定律与磁准静态场的关系，了解导体的交流内阻抗的计算。计划学时：4学时 
第一节 电准静态场 
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6.1电准静态场  
6.2导体中的弛豫  
第二节 磁准静态场 
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6.3磁准静态场  
第三节 集肤效应与邻近效应 
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6.4集肤效应与邻近效应  
第四节 涡流损耗与电磁屏蔽 
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6.5涡流损耗  
6.6电磁屏蔽  
第五节 电路定律与交流阻抗 
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6.7交流阻抗 
平面电磁波 
通过本章学习：了解等相面和等幅面的概念，理解均匀平面电磁波的波动方程；深刻理解理想介质中的波动方程，熟练掌握平面波的传输特性；深刻理解导电媒质中的波动方程，了解其传输特性，掌握良导体中和低损耗介质中平面波的传播特性。计划学时：4学时 
第一节 电磁场波动方程 
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7.1均匀平面波  
第二节 理想介质中的均匀平面波 
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7.2理想介质中的均匀平面波  
第三节 导电媒质中的均匀平面波 
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7.3导电媒质中的均匀平面波  
第四节 均匀平面电磁波的正入射 
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7.4入射与反射  
7.5行驻波与入端阻抗