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電磁場理論與應用模擬(吉林大學本科十三五規劃教材)

  • 作者：編者:嵇艷鞠|責編:姜紅//常友麗
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030714169
  • 出版日期：2023/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：311
人民幣：RMB 79 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要圍繞靜態電磁場、時變電磁場的激勵源、標量和矢量場量表徵方法、基本定律和方程，闡述電磁場的時空分佈特徵、場量求解以及電參數求解方法等內容，並結合電磁場工程應用和前沿問題進行模擬分析。本書通過先構架基本概念、基本定律和方程，重點梳理電磁標量場和矢量場的不同求解方法，並從實際問題出發設計模擬案例，最終實現電磁場的動態可視化。通過電偶極子和磁偶極子的靜態場特徵分析、理想介質中電磁輻射和導電媒質中時變電磁場傳播的理論計算、電磁場數值模擬幾部分內容，將電磁場理論進行有機貫穿，構成完整知識體系。本書既有抽象的電磁理論公式，又有生動的電磁場模擬圖像，理論和模擬相結合，便於學生自主學習和深入理解。
    本書可供電氣工程及其自動化、測控技術與儀器、自動化等專業高校本科生和研究生作為教材使用，同時可供電氣工業領域專業技術人員參考使用。
作者介紹
編者:嵇艷鞠|責編:姜紅//常友麗
目錄
前言
1  矢量分析
  1.1  矢量的基本運算
  1.2  電磁場中標量場和矢量場
  1.3  標量場的方嚮導數和梯度
    1.3.1  方嚮導數
    1.3.2  梯度
    1.3.3  梯度性質
  1.4  矢量場的散度和散度定理
    1.4.1  矢量的通量
    1.4.2  矢量場的散度
    1.4.3  散度定理
  1.5  矢量場的旋度和斯托克斯定理
    1.5.1  矢量的環量
    1.5.2  矢量場的旋度
    1.5.3  斯托克斯定理
  1.6  亥姆霍茲定理
    1.6.1  亥姆霍茲定理基本概念
    1.6.2  亥姆霍茲定理證明
    1.6.3  矢量場的亥姆霍茲定理
  1.7  唯一性定理
2  靜電場及其模擬
  2.1  庫侖定律
  2.2  電場的基本概念
    2.2.1  電荷與電荷分佈
    2.2.2  電場強度及電場線方程
    2.2.3  電介質和極化強度
    2.2.4  電通密度（電位移矢量）
    2.2.5  電位及等位面方程
    2.2.6  電容
    2.2.7  靜電能量
    2.2.8  靜電力
  2.3  靜電場的基本定律
    2.3.1  靜電場的高斯定律
    2.3.2  靜電場的環路定律
  2.4  靜電場的基本方程
    2.4.1  矢量基本方程
    2.4.2  標量基本方程
  2.5  鏡像法和電軸法
  2.6  場量的求解方法
    2.6.1  電場強度定義式法
    2.6.2  電位函數疊加法
    2.6.3  高斯定律法
    2.6.4  電位的積分方程法
  2.7  電參數的求解方法
  2.8  靜電場的模擬案例
    2.8.1  基於MATLAB的點電荷電位和電場強度分佈模擬
    2.8.2  基於MATLAB的電偶極子電位和電場強度分佈模擬
    2.8.3  基於Ansoft Maxwell的靜電場中同軸電纜3D模擬
  2.9  知識提要

  習題
3  恆定電場及其模擬
  3.1  恆定電場的基本概念
  3.2  恆定電場基本定律
  3.3  恆定電場基本方程
    3.3.1  矢量場方程
    3.3.2  標量場方程
  3.4  恆定電場的分界面銜接條件
  3.5  恆定電場與靜電場的比擬
  3.6  場量和電參數的求解方法
    3.6.1  靜電比擬法
    3.6.2  分界面銜接條件法
    3.6.3  電位的積分方程法
  3.7  恆定電場的數值模擬案例
    3.7.1  基於Ansoft Maxwell的導體中電流模擬
    3.7.2  基於Ansoft Maxwell接地電極的跨步電壓計算
  3.8  知識提要
  習題
4  恆定磁場及其模擬
  4.1  安培定律
  4.2  恆定磁場的基本概念
    4.2.1  磁感應強度及磁感線方程
    4.2.2  磁化強度
    4.2.3  磁場強度
    4.2.4  磁矢量位
    4.2.5  磁標量位
    4.2.6  電感
    4.2.7  互感
    4.2.8  磁場能量
    4.2.9  磁場力
  4.3  恆定磁場的基本定律
    4.3.1  恆定磁場的高斯定律
    4.3.2  恆定磁場的環路定律
  4.4  恆定磁場的基本方程及銜接條件
    4.4.1  矢量基本方程
    4.4.2  矢量的分界面銜接條件
    4.4.3  標量基本方程及分界面銜接條件
  4.5  場量的求解方法
    4.5.1  畢奧-薩伐爾定律法
    4.5.2  環路定律法
    4.5.3  磁矢量位法
    4.5.4  磁矢量位的微分方程法
  4.6  磁參數的求解方法
    4.6.1  自感計算
    4.6.2  互感計算
    4.6.3  磁場能量計算
  4.7  恆定磁場的數值模擬案例
    4.7.1  基於MATLAB的環形載流迴路空間磁場分佈模擬
    4.7.2  基於MATLAB的亥姆霍茲線圈的磁場分佈
  4.8  知識提要

  習題
5  時變電磁場及其模擬
  5.1  電磁場量的複數形式表示法
  5.2  時變電磁場的基本概念和基本定律
    5.2.1  基本概念
    5.2.2  電磁感應定律
    5.2.3  全電流定律
  5.3  時變電磁場的基本方程和分界面銜接條件
    5.3.1  麥克斯韋方程組
    5.3.2  准靜態電磁場中麥克斯韋方程組
    5.3.3  媒質分界面銜接條件
  5.4  坡印亭定理
  5.5  達朗貝爾方程及其解
  5.6  電偶極子時變場
  5.7  磁偶極子時變場
  5.8  典型例題
  5.9  時變電磁場數值模擬案例
    5.9.1  基於MATLAB的電偶極子天線電磁輻射
    5.9.2  磁偶極子電磁場模擬
  5.10  知識提要
  習題
  附錄5.1  偶極子的時諧電磁場推導
6  平面電磁波及其模擬
  6.1  赫茲實驗
  6.2  基本概念
  6.3  電磁波動方程
    6.3.1  電磁波動方程的時間域和頻率域形式
    6.3.2  一維平面電磁波的波動方程
  6.4  理想介質中均勻平面電磁波
    6.4.1  一維波動方程的時間域通解及其物理意義
    6.4.2  理想介質中正弦均勻平面波的複數通解
    6.4.3  典型例題
  6.5  導電媒質中均勻平面電磁波
    6.5.1  導電媒質中正弦均勻平面電磁波的傳播特性
    6.5.2  良導體媒質中電磁波的傳播特性
    6.5.3  低損耗媒質中電磁波的傳播特性
    6.5.4  典型例題
  6.6  平面電磁波的極化
    6.6.1  直線極化
    6.6.2  圓極化
    6.6.3  橢圓極化
  6.7  平面電磁波在理想介質分界面上的反射與折射
    6.7.1  正入射時平面電磁波的反射與折射
    6.7.2  三層理想介質分界面上的反射與折射
    6.7.3  斜入射時平面電磁波的反射與折射
    6.7.4  理想介質分界面上的全反射與全折射
    6.7.5  典型例題
  6.8  平面電磁波在導電媒質分界面上的反射與折射
    6.8.1  平面電磁波正入射到理想導體表面上的反射與折射
    6.8.2  平面電磁波斜入射到理想導體表面上的反射與折射

    6.8.3  平面電磁波斜入射到良導體表面上的反射與折射
    6.8.4  典型例題
  6.9  水平電偶極子在層狀媒質中的電磁場計算
  6.10  垂直磁偶極子在層狀媒質上方的電磁場計算
  6.11  水平電偶極子的時變電磁場數值模擬案例
  6.12  知識提要
  習題
7  電磁場模擬軟體
  7.1  MATLAB基本介紹
    7.1.1  MATLAB工作環境
    7.1.2  MATLAB常用命令
  7.2  應用MATLAB進行電磁場模擬
    7.2.1  真空中N個點電荷之間庫侖力的計算
    7.2.2  有限長直導線的電位分佈
    7.2.3  三相輸電線路的工頻電場分佈
    7.2.4  有限長載流細直導線的磁場分佈
    7.2.5  無限長載流圓柱內外的磁場分佈
    7.2.6  載流方形回線的磁場分佈
    7.2.7  載流圓線圈的磁場分佈和互感計算
    7.2.8  平行極化波反射係數和折射係數分佈
  7.3  AnsoftMaxwell基本介紹
  7.4  應用AnsoftMaxwell軟體進行電磁場模擬
    7.4.1  平行板電容器電場分佈
    7.4.2  恆定磁場力矩計算
    7.4.3  亥姆霍茲線圈的磁場分佈
    7.4.4  多邊形線圈互感計算
    7.4.5  渦流場分析
    7.4.6  電偶極子的電磁輻射模擬
  附錄7.1  矢量分析
  附錄7.2  電磁單位制
參考文獻

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