工程电磁场培训课件

123教育部电子信息与电气学科教学指导委员会根底课教学指导分委员会?电磁场?课程教学根本要求45电磁学三大实验定律：库仑定律，安培定律，法拉第定律。6麦克斯韦的奉献：位移电流假设和理论总结赫兹的奉献：位移电流假设验证，电磁波7库仑定律安培定律法拉第定律位移电流假设电磁学三大实验定律麦克斯韦电磁场方程组电磁场理论的建立库仑定律8电磁学与电磁场电路理论与电磁场工程电磁场面向工程的教学体系实验定律——根本原理——边值问题——数值计算场的性质——场的分布规律场源媒质工程应用根本方程微分形式9电磁场电磁学电动力学电磁理论工程电磁场电磁场与电磁波10电气工程及其自动化专业标准电气工程及其自动化专业认证标准学科根底课：电路理论工程电磁场模拟电子技术数字电子技术微机原理与应用计算机语言与程序设计信号分析与处理自动控制原理专业根底课：电机学电力电子技术根底电力系统根底11应用背景电力系统通信系统民用军工电磁兼容生物电磁学电气工程信息工程12地磁场、太阳耀斑、磁暴13雷电14汽轮发电机15水轮发电机16变压器17变电站18雷达19电磁波暗室〔无反射〕202122电场脉冲模拟器23开阔地试验24磁悬浮分析For1cmlevitation:Drive: Current1320A Freq400kHzCoil: Radius1.0cm Wire0.89mmCopperBall: Diameter1cm Mass4.66gRef:W.Brisley&B.S.Thornton:Brit.J.Appl.Phys.,v.14,p.682,196225MagneticForceReactionFieldLevitationForce(mN):Theory45.72Lorentz42.04MaxwellStr44.60VirtWork44.73提升力

2-DMagnetostatics(2-D静磁场)

2627绝缘子电位分布图28绝缘子电场强度分布图2930P30

状态1—边界元结果状态1—有限元结果±800kV换流阀屏蔽罩外表电场计算有限元比边界元结果大4%左右31波导电磁场场分布32333435表4时变电场和磁场的公众暴露导出限值(rms值)频率范围电场强度E(V/m)磁场强度H(A/m)磁感应强度B(μT)<1Hz－700090001Hz-8Hz80007000/f29000/f28Hz-25Hz8000900/f1100/f0.025kHz-0.8kHz200/f0.9/f1.1/f0.8kHz-3kHz200/f1.131.43kHz-150kHz671.131.40.15MHz-1MHz670.17/f0.21/f1MHz-23MHz67/f1/20.17/f1/20.21/f1/223MHz-2500MHz140.0360.0442.5GHz-10GHz9.85f1/20.026f1/20.028f1/210GHz-300GHz280.0730.0883637根本原理：静电场的根本原理恒定电场的根本原理恒定磁场的根本原理时变电磁场的根本原理分析计算方法：镜像法、别离变量有限元法数学工具：矢量分析与场论专题讨论：电磁场的能量电磁波电路参数计算电磁场的工程应用实验：仿真实验实物实验38391、认真听课，积极答问。2、死记硬背，毫无意义。3、梳理思路，总结经验。4、开阔眼界，扩展知识。5、适量练习，熟练掌握。6、重视数学，终身受益。考试形式：闭卷4041王泽忠、全玉生、卢斌先编著?工程电磁场?42冯慈璋、马西奎主编?工程电磁场导论?43马信山、张济世、王萍编著?电磁场根底?44倪光正主编?工程电磁场原理?45雷银照?电磁场?464748刘鹏程主编?工程电磁场简明手册?49第1章矢量分析与场论根底1.1矢量分析公式1.2场的根本概念与可视化1.3标量场的方向导数和梯度1.4矢量场的通量和散度1.5矢量场的环量和旋度1.6哈米尔顿算子1.7常用坐标系中的有关公式第2章静电场的根本原理2.1库仑定律与电场强度2.2电位与静电场的环路定理2.3高斯通量定理2.4电偶极子2.5导体和电介质2.6电位移矢量2.7静电场的根本方程与分界面衔接条件2.8静电场的边值问题第3章恒定电场的根本原理3.1电流与电流密度3.2恒定电场的根本方程3.3导电媒质分界面衔接条件3.4恒定电流场的边值问题第4章恒定磁场的根本原理4.1安培定律与磁感应强度4.2矢量磁位与磁通连续性定理4.3安培环路定理4.4磁偶极子4.5磁媒质4.6磁场强度4.7恒定磁场的根本方程与分界面衔接条件4.8恒定磁场的边值问题第5章时变电磁场的根本原理5.1法拉第电磁感应定律5.2全电流定律5.3电磁场的根本方程组5.4动态位5.5达朗贝尔方程的解5.6辐射5.7准静态电磁场的边值问题第6章电磁场边值问题的解析方法6.1一维泊松方程的解析积分解法6.2拉普拉斯方程的别离变量法6.3静电场的镜像法6.4静电场的电轴法6.5恒定磁场的镜像法第7章电磁场边值问题的数值方法7.1加权余量原理7.2插值法构造近似函数7.3二维泊松方程的有限元法7.4边界元法第8章电磁场的能量和力8.1静电场的能量8.2恒定电场的能量8.3恒定磁场的能量8.4时变电磁场的能量8.5电磁力与虚位移法第9章平面电磁波

9.1理想介质中的均匀平面波

9.2电磁波的极化

9.3导电媒质中的均匀平面波

9.4垂直入射平面电磁波的反射与透射

9.5导体中的涡流集肤效应和电磁屏蔽第10章电路参数的计算原理

10.1电容的计算原理

10.2电导与电阻的计算原理

10.3电感的计算原理

10.