华北电力大学工程电磁场教学大纲.doc

工程电磁场课程教学大纲课程编号: 0110608课程名称： 工程电磁场英文名称： Engineering Electromagnetic Fields课程类型： 专业基础课总 学 时： 48 讲课学时： 44 实验学时： 4学分： 3适用对象: 电气工程及其自动化先修课程： 高等数学，大学物理，电路一、课程性质、目的和任务 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。二、教学基本要求 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质与规律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。三、教学内容及要求1引言2电磁场的数学物理基础理解电流，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。3静电场掌握静电场的基本方程，静电场的有散、无旋性。掌握电场强度，电位的概念及相互关系，会根据给定的电荷分布计算电场。掌握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；了解电偶极子的电场，极化强度。理解静电场的泊松方程和拉普拉斯方程，边值问题，直接积分法，分离变量法，解的唯一性。掌握镜像法，包括电荷对导电平面的镜像，电荷对两种介质分界面的镜像，点电荷对球形导体面的镜像。理解电轴法，二线输电线的电场。了解多导体系统中电位与电荷间的关系，部分电容，会进行两导体系统电容的计算。掌握电场能量及其分布，电场力及其计算。4恒定电流的电场和磁场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。理解焦耳-楞次定律的微分形式，局外场的作用。掌握分界面上的边界条件，拉普拉斯方程。了解导电媒质中恒定电场与介质中静电场的相似性。会进行电导、接地电阻及其计算。掌握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，了解矢量磁位，标量磁位，矢量磁位的泊松方程和拉普拉斯方程。了解媒质的磁化，磁偶极子的磁场，磁化强度，磁场强度，磁场的边值问题，磁场的镜像法。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。5动态电磁场与电磁波掌握分界面上的边界条件，电磁场能量，坡印亭矢量及其通量。了解电磁位及其方程的积分解，辐射，似稳场的概念。掌握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。了解琼斯矢量，波的极化，波的反射和透射。了解有损媒质中的平面波，波的衰减与透入深度，媒质中电流、磁通的趋肤效应，涡流。四、实践环节 静电场的性质及其与恒定电场间的比拟关系（2课时），螺线管中磁场的分布规律（2课时）。五、课外习题及课程讨论 每次讲课结束应留适量的习题，总数在55道左右。在适当的时候安排23次习题课，每次大约2小时。六、教学方法与手段由课堂教学和实验环节组成。课堂教学采用多媒体教学或板书教学，实验环节分组进行。七、各教学环节学时分配 （黑体，小4号字）讲课习题课讨论课实验其他合计电磁场的数学物理基础400004静电场12202016恒定电流的电场和磁场10202014动态电磁场和电磁波12200014合计38604048八、考核方式 闭卷考试。九、推荐教材和教学参考书教 材： 工程电磁场原理，倪光正编著，高等教育出版社，2002年。参考书： 电磁场理论，毕德显编著，电子工业