工程电磁场教大纲

1、工程电磁场课程教学大纲 英文名称： Engineering Electromagnetic Field 课程代码： 03110780 课程类别： 公共类课程 （ ）学科类课程 （ ）专业必修课 （ 学 分： 60 其中实践学时： 总 学 时： 授课对象： 自动化 ,电气工程及其自动化 先修课程 ： 高等数学,高校物理, 一,课程目的与任务 ）专业选修课 （ ）其他 （ ） 电磁场是争论物质电磁属性存在的性质及电磁波运动形式及其规律的学科；现代电子技术如通 信,广播,电视,雷达,测控等都离不开电磁波的发射,把握,传播和接收；从电力,交通, 工业到医疗几乎都涉及到电磁场理论的应用；同时电磁学也始终

2、是新兴科学的孕育点,是许多 工程技术的基础；所以电磁场这门课是电子信息类必修的一门专业基础课； 通过电磁场的学习, 培养同学具有分析问题和解决问题的实际工作才能, 培养同学具有严 谨的科学学风,抽象思维才能及创新精神； 二,教学基本要求 同学通过本课程的学习,系统把握电磁场的基本概念,基本原理和基本规律；把握电 场,磁场的基本性质及电磁波的运动形式,为微波通信,天线理论,光纤通信打下坚实的理论 基础；使同学具有科学的思维方法和勇于探究问题,解决问题的才能； 三,教学内容（按章,节,目三个层次详细编写,含详细要求,重难点内容和学时支配） 一 矢量分析 第 1 页,共 4 页本章内容： 场,标量场

3、,矢量场,标量场的方向导数,矢量场的通量,散度,环量和旋度；圆柱坐标系和 球坐标系；亥姆霍兹定理； 本章要求： 娴熟把握标量,矢量的概念,并能对标量的梯度,矢量的散度,旋度进行娴熟运 算；娴熟把握 散度定理,斯拖克斯定理,并运用定理娴熟解题；娴熟把握直角坐标,圆柱坐 标和球坐标矢量 运算；把握亥姆霍兹定理,明确矢量场分析的方向和方法； （二）,电磁场中的基本物理量和基本试验定律 本章内容： 电荷与电荷分布,电流与电流密度,电流连续性方程,电场强度,库仑定律,安培力定律,磁 感应,电场强度的矢量积分公式,磁感应强度的矢量积分公式； 本章要求： 娴熟把握电磁场中的基本物理量和基本试验定律；电荷分布

4、,电流和电流密度,电流连续性方 程的运算；娴熟把握安培力定律,库仑定律；娴熟把握电场,磁场的矢量积分 公式,并能娴熟 解题； （三）,静电场分析 本章内容： 静电场分析的基本变量,静电场的基本方程,电位函数,泊松方程,拉普拉斯方程,电介质的 极化与极化强度,介质中的高斯定律与边界条件,恒定电场的基本方程与边界条件,导体系统 的电容,电场能量与能量密度,电场力； 本章要求： 娴熟把握静电场的基本变量和场方程,明确静电场的特性；娴熟把握电位函数的 定义,通过电 位函数会求解电场强度；把握静电场的泊松方程和拉普拉斯方程的定义,通过 方程会求解电场 强度；把握电介质的极化与极化强度；娴熟把握介质中的高

5、斯定律与边界条 件,运用高斯定律 和边界条件娴熟解题；把握恒定电场的基本方程与边界条件,留意与静电 场的异同；明白导体 系统的电容分布；娴熟把握电场能量与能量密度；并能进行运算；一般 把握电场力； （四）,静态场边值问题的解法 本章内容： 直角坐标中分别变量法,圆柱坐标中的分别变量法,球坐标中的分别变量法,镜像法； 本章要求： 把握镜像法求解静态场的方法；对分别变量法一般明白； （五）,恒定磁场分析 本章内容： 恒定磁场的基本变量,真空中的磁场基本方程,矢量磁位,磁偶极子的矢量位,物质的磁化现 象与磁化强度,磁介质中磁场的基本方程,磁场的边界条件,自电感与互电感,磁场能量与磁 第 2 页,共

6、4 页场力； 本章要求： 娴熟把握恒定磁场的基本变量,真空中磁场的基本方程；把握矢量磁位的定义,并通过矢量磁 位能求解磁感应强度；把握磁偶极子的矢量位求法；明白物质的磁化现象与磁 化强度；娴熟掌 握磁介质中磁场的基本方程,明确磁场的基本性质,娴熟把握磁场的边界条件；把握自电感与 互电感的定义及运算方法； 娴熟把握磁场能量与能量密度定义与运算, 明白磁场力的一般求法； （六）,时变电磁场 本章内容： 法拉第电磁感应定律,位移电流,麦克斯韦方程,时变电磁场的边界条件,坡印廷定理和坡印 廷矢量,波动方程,动态标量位与矢量位； 本章要求： 把握法拉第电磁感应定律,把握位移电流的概念；娴熟把握麦克斯韦方

7、程准时变电磁场的边界 条件,通过麦克斯韦方程能够娴熟解题；娴熟把握坡印廷定理和坡印廷矢量,明确其物理意义； 娴熟把握波动方程,明确参数的物理意义；明白时变场的动态标量位和矢量位 （七）,正弦平面电磁波 本章内容：亥姆霍兹方程,平均坡印廷矢量,理想介质中的均匀平面 波,波的极化特性,损耗 媒质中的均匀平面波,均匀平面波对平面分界面的垂直入射和斜入 射,相速和群速 本章要求： 把握复数形式的波动方程即亥姆霍兹方程,求出波动方程的解；娴熟把握平均坡印廷矢量,理 解其物理意义；娴熟把握理想介质中均匀平面波的特性；娴熟 把握波的极化特性；把握损耗媒 质中均匀平面波的特性；把握均匀平面波对平面分界面的垂 直入射和斜入射的一些物理性质； 明白相速和群速的概念； 第一部分 矢量分析 8其次部分 电磁场的基本物理量和基本试验定律 10 第三部分 静电场分析 10 第四部分 静态场边值问题的解法 4第五部分 恒定磁场分析 时变电10 第六部分 磁场 10 第七部分 正弦平面电磁波 12 共 计 64 四,举荐教材或参考书目 （一） 举荐教材： 第 3 页,共 4 页电磁场与电磁波 . 谢处方 主编 . 高等训练出版社 （二）参考书目： 电磁场与电磁波 .王家礼 主编 . 西安电子科技高校出版社 . 电磁场与电磁波 . 杨儒贵主编 . 高等训练出版社 .