2022年电磁场与电磁波课程知识点总结和公式 .pdf

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1、精品文档交流电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式1 麦克斯韦方程组的理解和掌握（1）麦克斯韦方程组?sslslssdBBQsdDDsdtBl dEtBEsdtDJl dHtDJH00)(本构关系：EJHBED（2）静态场时的麦克斯韦方程组（场与时间t 无关）?ssllsdBBQsdDDl dEEIl dHJH00002 边界条件（1）一般情况的边界条件nnnsTttsnsnnsnttnBBBBaJHHJHHaDDDDaEEEEa21212121212121210)()(0)?（2）介质界面边界条件（ s= 0 Js= 0）nnnttnnnnttnBBBBaHHHHaDDDDaEEEEa212

2、12121212121210)(0)0)(0)?（名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流3 静电场基本知识点（1）基本方程000022?AApsll dEQsdDDldEE本构关系：ED（2）解题思路对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注意边界条件的使用）。假设电荷 Q 计算电场强度E 计算电位 计算能量e=E2/2 或者电容（ C=Q/） 。（3）典型问题导体球（包括实心球、空心球

3、、多层介质）的电场、电位计算；长直导体柱的电场、电位计算；平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算；电荷导线环的电场、电位计算；电容和能量的计算。例：a b r s r S a b ql球对称轴对称面对称名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流4 恒定电场基本知识点（1）基本方程0000002?AApsll dEsdJJl dEE本构关系：EJ（2）解题思路利用静电比拟或者解电位方程（要注意边界条

4、件的使用）。假设电荷 Q 计算电场 E 将电荷换成电流（ Q I） 、电导率换成介电常数（）得到恒定电场的解计算电位和电阻 R 或电导 G。5 恒定磁场基本知识点（1）基本方程?sslsdBJAsdBBIldHJH200本构关系：HB（2）解题思路对称问题（轴对称、面对称）使用安培定理假设电流I 计算磁场强度H 计算磁通 计算能量m=H2/2 或者电感（ L=/I） 。（3）典型问题载流直导线的磁场计算；电流环的磁场计算；磁通的计算；能量与电感的计算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

5、- - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流6 静态场的解基本知识点（1）直角坐标下的分离变量法二维问题通解形式的选择（根据零电位边界条件）；特解的确定（根据非零电位边界条件） 。（2）镜像法无限大导体平面和点电荷情况；介质边界和点电荷情况。7 正弦平面波基本知识点（1）基本方程与关系电场强度瞬时值形式ymyxmxakztEakztEtzyxE)cos()cos(),(电场强度复振幅形式yjkzmyxjkzmxaeEaeEzyxE),(瞬时值与复振幅的关系：)Re(),(Re),(tjyjkzmyxjkzmxtzjeaeEaeEezyxEtzyxE坡印廷

6、矢量（能流密度）),(),(),(tzyxHtzyxEtzyxS平均坡印廷矢量（平均能流密度）),(),(Re21),(*zyxHzyxEzyxSav磁场强度与电场强度的关系：大小关系xyyxHEHE方向关系ESHSHEHESaaaaaaaaa（2）波的极化条件与判断方法电磁波电场强度矢量的大小和方向随时间变化的方式，定义：极化是指在空间固定点处电磁波电场强度矢量的方向随时间变化的方式。通常，按照电磁波电场强度矢量的端点随时间在空间描绘的轨迹进行分类。设电场强度为：yymyxxmxakztEakztEE)cos()cos(极化条件：A、 直线极化：orxy0名师资料总结 - - -精品资料欢迎

7、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流B、 圆极化：mymxxyEEnda2C、 椭圆极化：上述两种条件之外。圆极化和椭圆极化的旋向当0 xy时为左旋，当0 xy时为右旋。表 1：圆极化波和椭圆极化波旋向判断条件及结论传播方向坐标关系参考分量相位差旋向结论正轴向传输负轴向传输x 轴zyxeeeEy0yz左旋右旋0yz右旋左旋y 轴xzyeeeEz0zx左旋右旋0zx右旋左旋z 轴yxzeeeEx0 xy左旋右旋0 xy右旋左旋Exy 0 E直

8、线极化波方向示意图x EyEx0 -Ex Eyy （a）Ey与 Ex同相（b）Ey与 Ex反相圆极化波旋向示意图y x /2 / 2Ez 逆时针旋转（左旋）顺时针旋转（右旋）ExEy椭圆极化波旋向示意图y x 00Ez 逆时针旋转 (左旋 ) 顺时针旋转 (右旋 ) ExEy名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流圆极化和椭圆极化的旋向判断作图法1、将参考分量定在相应轴的正方向上；2、计算另一分量与参考分量的

9、相位差，相位差大于0 时，另一分量画在相应的正轴方向，反之，画于负轴方向；3、拇指指向波的传播方向，其余四指从另一分量转向参考分量，哪只手满足条件即为哪种旋向。（3）波的反射与折射1、导体表面的垂直入射波特性导体外空间内为驻波分布，有波节点和波腹点；没有能量传播，只有电能和磁能间的相互转换。2、介质表面的垂直入射波特性入射波空间内为行驻波分布，透射波空间为行波分布；有能量传播；反射系数和透射系数12212122T（b） +y 方向传播0（右旋）z y Ez Ex 右手x （c） -x 方向传播圆极化波旋向判断作图法举例0（左旋）y x Ey Ez 左手z 传播方向（a） +z 方向传播x z

10、Ex Ey 左手0（左旋）y z 0 x E H z 0 x 1 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流3、导体表面的斜入射波特性分垂直极化和平行极化两种情况（均以电场强度方向与入射面的相互关系区分），沿导体表面方向传输的是非均匀平面波；沿垂直导体表面方向为驻波分布；对垂直极化方式，沿导体表面方向传输的是TE 波； 对平行极化方式，沿导体表面方向传输的是TM 波；沿导体表面方向有能量传输，而沿垂直于导体

11、表面方向无能量传输；沿导体表面方向的相速大于无限大空间中对应平面波的相速，但是能量传播速度小于平面波速度。4、介质表面的斜入射波特性也分垂直极化和平行极化两种情况，沿导体表面方向和垂直导体表面方向传输的均是非均匀平面波；对垂直极化方式，沿导体表面方向传输的是TE 波； 对平行极化方式，沿导体表面方向传输的是TM 波；沿导体表面方向有能量传输，而沿垂直于导体表面方向有行驻波特性；反射系数和透射系数tiititiTcoscoscos2coscoscoscos1221212itiititTcoscoscos2coscoscoscos1221212/5、全反射与全折射全反射只有波从光密媒质传向光疏媒质

12、时才可能发生，条件为：121sinc临界角全折射只有平行极化才可能发生，条件为：2121sinb布儒斯特角2111sint全折射时的折射角【下载本文档，可以自由复名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 精品文档交流制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -