《工程电磁场》课程教学大纲.docx

工程电磁场教学大纲一、课程基本信息课程名称工程电磁场Engineering Electromagnetic Fields课程编码CNE322721030开课院部新能源学院课程团队电路与电机学课程组学分3.0课内学时52讲授40实验12上机0实践0课外学时32适用专业电气工程及其自动化授课语言中文先修课程高等数学（2-1）.电路分析、大学物理（2T）课程简介（限选）本课程是电气工程及其自动专业重要的专业基础理论课程之一，重点介绍静电场、恒定电场、恒定磁场和时变电磁场等宏观电磁场的 基本概念和方法，培养学生利用场的观点定性分析电磁现象和利用数学方法定量计算有关物理量的能力。利用课程实验，使学生掌握计算 机仿真工具，能够对电气工程领域中的电磁场问题进行预测与模拟。通过本课程的学习，为学生后续专业课程的学习、从事科研以及实际 工作等都打下良好的理论基础。This course is one of the important professional basic theory courses of electrical engineering and automation major, focusing on the basic concepts and methods of macroscopic electromagnetic fields such as electrostatic field, constant electric field, constant magnetic field and time-varying electromagnetic field, to cultivate students* ability to qualitatively analyze electromagnetic phenomena by using the viewpoint of field and quantitatively calculate relevant physical quantities by using mathematical methods. Using course experiments, students can master computer simulation tools and be able to predict and simulate electromagnetic field problems in the field of electrical engineering. Through the study of this course, it will lay a good theoretical foundation for students' follow-up professional courses, scientific research and practical work.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：理解并掌握工程电磁场的基本概念和方法，并将其运用到电气工程等实际应用领域进行问题 的分析和计算。是1.31.32M2目标2 ：通过实验掌握Ansys等仿真模拟软件，理解其局限性，并能够针对工程电磁场中的具体问题 进行分析。是5. 15. 1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节10第0章绪论电磁场课程概述、矢量分析和场论/20. 10.1电磁场概述及 其数学分析工具矢量的运算、坐标系Ml2讲授2自学资料30.20.2场论标量场的梯度、矢量场的散度和旋度、亥姆霍茨定理Ml2讲授2作业41第1章静电场电场强度、电位等场量的概念，静电场的边界条件，电轴法、 镜像法和电容的概念，电场力和电场能的计算。/52.42.4导电媒质中恒 定电场与静电场的 比拟静电比拟法的应用Ml1讲授1自学资料61.11. 1电场强度和电 位电场强度和电位的概念及其计算方法Ml3讲授3自学资 料、作业71.21. 2高斯定律电介质和极化的概念，电位移矢量和高斯定律的一般形式Ml2讲授2自学资料8实验1实验1高斯定律高斯定律的应用-电缆的绝缘强度M24实验4虚拟仿真91.31.3静电场基本方 程分界面上的衔 接条件静电场的基本方程以及分界面上的衔接条件Ml2讲授2自学资 料、作业101.41.4静电场的边值 问题-唯一性定理边值问题和唯一性定理Ml1讲授1自学资料111.61. 6有限差分法有限差分法的思想Ml1讲授1自学资料121.71.7镜像法与电轴 法镜像法思想和计算、电轴法的思想和计算Ml3讲授3自学资 料、作业13实验2实验2电轴法电轴法的应用-分裂导线，输电线路走廊的概念M24实验4虚拟仿真141.81.8电容和部分电 容部分电容的概念和计算，静电屏蔽Ml1讲授1自学资料15实验3实验3部分电容部分电容的应用-绝缘子，均压环的安放位置M24实验4虚拟仿真161.91.9静电能量与力静电场能量、静电力和虚位移法Ml1讲授1作业172第2章恒定电场电流密度等概念，与静电场的比拟等。/182. 12.1导电媒质中的 电流电流密度的概念Ml0.7讲授0.7作业192.22.2电源电动势与 局外场强电动势与局外场强的概念Ml0.3讲授0.3自学资料202.32.3恒定电场基本 方程分界面上的 衔接条件恒定电场基本方程分界面上的衔接条件Ml1讲授1作业212.42.4导电媒质中恒 定电场与静电场的 比拟静电比拟的应用Ml1讲授1自学资料222.52.5电导与接地电 阻电导与接地电阻的概念Ml1讲授1自学资料233第3章恒定磁场磁感应强度等矢量概念，恒定磁场的边界条件，电轴法和镜像 法以及电感的概念和磁场力、磁场能的计算等。/243. 13. 1磁感应强度磁感应强度的概念及计算Ml2讲授2自学资 料、作业253.23. 2安培环路定律磁化的概念、导磁媒质和磁场强度，一般形式的安培环路定律Ml1讲授1作业263.33.3恒定磁场的基 本方程-分界面 的衔接条件恒定磁场的基本方程分界面的衔接条件Ml1讲授1自学资料273.43.4磁矢位恒定 磁场的边值问题磁矢位恒定磁场的边值问题Ml1.5讲授1.5自学资料283.53.5磁位磁位的概念Ml1讲授1自学资料293.63. 6镜像法恒定磁场的镜像法Ml1讲授1作业303. 73.7电感电感的概念Ml1讲授1自学资料313.83.8磁场能量与力磁场能量与力Ml1讲授1作业323.93.9磁路磁路Ml1讲授1作业334第4章时变电磁 场电磁感应定律、电流连续性方程；麦克斯韦方程及其物理意 义；坡印亭矢量的含义；动态位与场量间的关系等/344. 14.1电磁感应定律 和全电流定律电磁感应定律和全电流定律Ml1讲授1自学资 料、作业354.24.2电磁场基本方 程组-分界面上的 衔接条件电磁场基本方程组-分界面上的衔接条件Ml1讲授1自学资料364.34. 3动态位及其积 分解动态位及其积分解Ml1讲授1自学资料374.44.4电磁功率流和 坡印廷矢量电磁功率流和坡印廷矢量Ml1讲授1自学资料384.54.5正弦电磁场正弦电磁场Ml0.5讲授0. 5自学资料395第5章准静态场电准静态场与磁准静态场；集肤效应等/405. 15. 1电准静态场和 磁准静态场电准静态场和磁准静态场的概念Ml0.5讲授0. 5自学资料415.45. 4集肤效应集肤效应Ml0.5讲授0. 5自学资料425.55.5涡流及其损耗涡流及其损耗Ml0.5讲授0.5自学资料435.65.6导体的交流内 阻抗导体的交流内阻抗Ml0.5讲授0.5自学资料四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时成绩1.每周布置2-3次作业，平均每次课布置1道题以上。25%2 .成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3 .考核学生对工程电磁场基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有简答分析 题和计算题。2实验1 .本课程6个学时实验，共三次实验。2 .成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3 .利用虚拟仿真实验平台或者电场场仿真软件考核学生综合运用工程工具或模拟软件解决问题的能力，并理解其局限 性。10%3线上学习 或大作业1 .本课程要求利用在线网络平台学习进行在线学习，或者采用现代仿真软件进行特定电磁场工况条件下的仿真研究。2 .根据在线学习成绩或提交的仿真设计报告的准确性评分。15%4期末考试1 .闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2 .主要考核学生对工程电磁场基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有填 空题、选择题、简答题和计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时成绩40%A-按时提交作业，无缺失，不存在抄袭等现象，书与规范，或正确率在90%以上。B-缺失作业次数不超过 2次，不存在抄袭等现象，书写工整，或正确率在80%以上。C-缺失次数不超过4次，不存在抄袭等现 象，书写基本工整，或正确率在70%以上。D-缺失次数超过4次，或存在抄袭现象，正确率在60%以下。2M2实验50%A-按时提交实验报告，数据分析符合规范，结论无误。B-按时提交实验报告，数据分析基本规范，结论基 本正确。C-数据分析过程存在问题，缺少1次实验报告。D-缺少2次及以上实验报告，或实验方案以及 数据不止确3Ml期末考试60%（见试卷评分标准）4M2线上学习 或大作业50%A-按时完成线上教学的全部学习要求或大作业书写规范，仿真结果正确。B-能够完成线上教学的学习要 求，或大作业书写工整，仿真结果基本正确。C-线上学习时长达到规定要求的70%以上，或大作业书写基 本工整。D-线上学习时长小于规定要求的60%或没有提交大作业，或者仿真结果错误。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D二90700, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书工程电磁场导论，冯慈璋、马西奎，高等教育出版社，2000. 06, ISBN:9787040079883. （*主教材）2图书工程电磁场（第8版），（美）威廉H海特，西安交通大学出版社，2013. 08, 1SBN:978756O552194.3图书1电磁场重点难点及典型题详解，马西奎，西安交通大学出版社，2000.12, ISBN:9787560512730.七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1高斯定律的应用PLC与仿真测控实验室基础B209304专业基础必做设计性是2电轴法的应用PLC与仿真测控实验室基础B209304专业基础必做设计性是3部分电容的应用PLC与仿真测控实验室基础B209304专业基础必做设计性是