电磁场理论教学大纲.docx

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1、电磁场理论教学大纲目录电磁场理论1教学大纲1一、课程性质、目的和基本要求2二、教学中应注意的问题2三、教学内容2弓I言2第一章： 电磁场的数理基础2第二章：静态电磁场I：静电场3第三章：静态电磁场n：恒定电流的电场与磁场3第四章：准静态电磁场（自学）4第五章：动态电磁场与电磁波4四、教学方法与手段4五、授课学时分配4六、教材及参考书目4课程名称：电磁场理论课程编号：英文名称:Electromagnetic Field Theory课程性质：独立设课课程属性：专业方向共选课应开学期：第4学期学时学分：课程总学时32学生类别：本科生适用专业：自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程、电子信息科学与

2、技术、电子科学 与技术、通信工程等专业的学生。先修课程：高等数学、大学物理、电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程。一、课程性质、目的和基本要求本课程是电类专业（不包括无线电技术类）的一门技术基础课。在普通物理 电磁学的基础上，通过本课程的学习，使学生进一步熟悉宏观电磁场的基本性质 和基本规律;对电气工程中的电磁现象和电磁过程,能用场的观点进行初步分析; 对一些简单的问题能进行计算；为学习专业或进一步研究电磁场问题，准备必要 的理论基础。学习该课程应达到如下基本要求：1 .理解重要的物理量：电场强度和电位移、电位、电流密度、磁感应强度 和磁场强度、矢量磁位、动态位的意义。深入理解电磁场的重要性

3、质与规律一积 分形式和微分形式的电磁场方程组。2 .能用高斯通量定理、安培环路定理的积分形式计算简单的场。能应用镜 像法。在分析电磁场问题中能正确应用边界条件。3 .理解电磁场能量的分布及传输，和通过能量关系计算电场力、磁场力的 方法。4 . 了解电路参数的计算原则。5 .掌握平面电磁波在完纯介质及导电媒质中传播的基本规律。二、教学中应注意的问题由于工程电磁场理论运用了大量的高等数学知识，如微积分、分离变量法等, 同时在许多概念的引入与电路作对比，因此学生学习时应该注意及时温习高数和 电路中的一些相关知识点。另外该课程是在大学物理电磁学的基础上的细化与加 深，由于时间有限，对大学物理中涉及到的

4、内容讲解的比较快，也需要学生课后 复习。学习过程中，应重点将注意力放在分析问题，处理问题的方法和思想上, 以提高学生处理工程实际问题的能力。三、教学内容引言1、电磁场理论建立的历史过程2、场的描述3、电磁场理论的应用背景介绍第一章：电磁场的数理基础本章重点：理解电流，电荷，电场强度，磁感应强度，位移电流的概念；了 解矢量分析，场论基础；掌握电流的连续性，麦克斯韦方程组。1、电磁场的物理模型构成及基本概念2、矢量分析矢量运算的基本规则；不同坐标系下的矢量运算；梯度、散度、旋度概念;3、场论基础电磁场中的基本定理与定律散度定理、斯托克斯定理、亥姆霍兹定理等。 4、电磁场的基本规律麦克斯韦方程组第二

5、章：静态电磁场I：静电场本章重点：静电场的基本方程与特性；电场强度，电位的概念及相互关系;静电场中的导体和电介质的特点，分界面上的边界条件，电位移，高斯通量定理；边值 问题；电场能量及其分布，电场力及其计算。基本方程与场的特性自由空间中的电场自由空间中的电场强度和电位的分布形式；分别基于电场强度与电位进 行场的分析；电场线与等位线。导体与电介质主要介绍静电场中导体的特性以及电介质极化特性电介质中的电场高斯定理的引入与应用；不同媒质分界面上的边界条件边值问题边值问题的数学模型；边值问题的处理方法；静电场解的唯一性定理镜像法与静电场的能量不同类型（电场模型）的镜像法处理方法；带电体系系统中静电场的

6、能量与 能量的分布以及分布密度。第三章：静态电磁场n：恒定电流的电场与磁场本章重点：掌握导电媒质中恒定电场的基本方程，欧姆定律的微分形式，恒 定电流的连续性。分界面上的边界条件，拉普拉斯方程。恒定磁场的基本方程, 恒定磁场的无散、有旋性。磁通连续性原理。能根据电流分布计算磁场，掌握安 培环路定律,分界面上的边界条件。会进行自感和互感的计算，了解诺以曼公式。 掌握磁场能量及其分布，磁场力及其计算。1、恒定电场的基本方程与场的特性介绍恒定电场的基本方程，无散、无旋场；不同媒质分界面上的边界条件。2、恒定电场与静电场的比拟接地系统静电比拟、接地电阻、跨步电压的介绍。3、恒定磁场的基本方程与场的特性恒

7、定磁场的基本方程及恒定磁场的有旋无散性；毕奥一萨伐尔定律。4、自由空间中的磁场分别基于磁场与磁位对自由空间中的磁场的分布进行分析并分析磁场线 特征。5、媒质中的磁场媒质的磁化；一般形式的安培环路定律；基于磁场强度H的分析边 值问题；镜像法。6、电感自感、电感的物理含义及计算；线性回路的电感7、磁场能量截流回路系统中磁场能量及能量分布与分布密度的计算第四章：准静态电磁场（自学）第五章：动态电磁场与电磁波本章重点：分界面上的边界条件，电磁场能量，坡印亭矢量及其通量；理想 介质中的平面波的传播规律，波矢量、波速和波阻抗，驻波。1、动态电磁场介绍动态电磁场的边界条件；有损媒质的复数表示。2、电磁场能量

8、坡印亭定理3、电磁位与电磁辐射电磁位的引入与应用；电偶极子的电磁场；天线分析。4、理想介质中的均匀平面电磁波波动方程及解；均匀平面电磁波的物理意义和波矢量。5、均匀平面电磁波的反射与透射反射与透射定律以及相关系数6、有损媒质中的均匀平面电磁波有损媒质中的均匀平面电磁波的波动方程及解；传播系数与波阻抗。四、教学方法与手段课堂理论教学为主，结合实验实践性教学。课堂教学采用多媒体教学或板书教学，也可根据教学需要采取多种教学手段结合进行教学。五、授课学时分配本课程理论授课32学时。教学课时分配表章次课时分配（学时）授课实验课外讨论备注绪论2第一章 电磁场的数学物理基础42第二章静电场124第三章 恒定电流的电场和磁场102第四章 动态电磁场和电磁波43合计32总授课学时数32六、教材及参考书目教材：工程电磁场原理，倪光正编著，高等教育出版社，2002年（教材用书） 参考书：1、电磁场理论，毕德显编著,电子工业出版社，1985年2、工程电磁场导论，冯慈璋，马西奎编著，高等教育出版社，2000年