正版新书--工程电磁场学习与提高指南 许丽萍,薛锐,高燕琴,侯利洁著 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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许丽萍，薛锐，高燕琴，侯利洁著 著

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• 高等教育
• 物理学
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• 许丽萍

店铺： 麦点文化图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115292773

商品编码：29341363727

包装：平装

出版时间：2012-11-01

基本信息

书名：工程电磁场学习与提高指南

定价：29.00元

作者：许丽萍,薛锐,高燕琴,侯利洁著

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2012-11-01

ISBN：9787115292773

字数：320000

页码：198

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.322kg

编辑推荐

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许丽萍主编的《工程电磁场学习与提高指南》注重基本概念、基本规律的讲解。注重解题的思想与方法。在例题精解与习题详解部分，针对较难一些的习题或例题，首先给出解题思路，明确解决相关问题用到的基本方法，物理原理或定律，相关数学运算，尔后进行具体求解。与工程应用融合到一起，尽量使学生感到好玩、好学、又好用。

内容提要

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本书是根据王泽忠、全玉生、卢斌先编著的高等院校电气工程系列教材《工程电磁场》的主要内容，结合参与该课程教学的专任教师多年的教学经验及切身体会而编写的。本书主要介绍《工程电磁场》中对应章节的概要、重点和难点、例题精解及习题详解。在例题精解与习题详解中更注重对物理规律的把握，明确解题思路。 本书可作为普通高等学校电气工程及其自动化和其他与电磁场相关专业本科学生的参考书，也可供相关专业研究生、教师或其他人员参考。

目录

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章 矢量分析与场论基础
1.1 概要
1.1.1 矢量运算的相关公式
1.1.2 标量场的等值面与矢量场的矢量线
1.1.3 源点、场点及其常用公式
1.1.4 标量场的方向导数和梯度
1.1.5 矢量场的散度和旋度
1.1.6 矢量微分算符(哈密顿算子)
1.1.7 常用坐标系的有关公式
1.1.8 格林定理和亥姆霍兹定理
1.2 重点难点
1.2.1 重点
1.2.2 难点
1.3 例题精解
1.4 习题详解
第2章 静电场的基本原理
2.1 概要
2.1.1 静电场
2.1.2 库仑定律
2.1.3 电场强度与电位
2.1.4 电偶极子
2.1.5 导体和电介质
2.1.6 静电场的基本方程
2.1.7 不同媒质分界面的边界条件
2.1.8 静电场的边值问题
2.2 重点难点
2.2.1 重点
2.2.2 难点
2.3 例题精解
2.4 习题详解
第3章 恒定电场的基本原理
3.1 概要
3.1.1 电流及其电流密度的定义
3.1.2 电源电动势
3.1.3 恒定电场的电流连续性方程
3.1.4 恒定电场(电源外)的基本方程
3.1.5 静电场与恒定电场的对应物理量
3.1.6 导电媒质中恒定电场方程与静电场方程对比
3.1.7 恒定电流场的边值问题
3.2 重点难点
3.2.1 重点
3.2.2 难点
3.3 例题精解
3.4 习题详解
第4章 恒定磁场的基本原理
4.1 概要
4.1.1 安培定律
4.1.2 磁感应强度
4.1.3 磁场中的力
4.1.4 矢量磁位
4.1.5 磁场强度
4.1.6 标量磁位
4.1.7 矢量磁位、标量磁位与电位的比较
4.1.8 磁偶极子与媒质的磁化
4.1.9 恒定磁场的两个重要定理
4.1.10 恒定磁场的基本方程与分界面衔接条件
4.1.11 恒定磁场的边值问题与解的性定理
4.2 重点难点
4.2.1 重点
4.2.2 难点
4.3 例题精解
4.4 习题详解
第5章 时变电磁场的基本原理
5.1 概要
5.1.1 基本实验定律：法拉第电磁感应定律
5.1.2 全电流定律
5.1.3 电磁场的基本方程组
5.1.4 动态位
5.1.5 辐射
5.1.6 准静态电磁场的边值问题
5.2 重点难点
5.2.1 重点
5.2.2 难点
5.3 例题精解
5.4 习题详解
5.5 补充内容——天线辐射
5.5.1 天线辐射
5.5.2 磁偶极子辐射
5.5.3 对称线天线和天线阵
第6章 电磁场边值问题的解析解法
6.1 概要
6.1.1 性定理
6.1.2 常用的电磁场边值问题的解析解法
6.2 重点难点
6.2.1 重点
6.2.2 难点
6.3 例题精解
6.4 习题详解
第7章 电磁场边值问题的数值方法
7.1 概要
7.1.1 加权余量原理
7.1.2 有限元法
7.1.3 边界元法
7.2 重点难点
7.2.1 重点
7.2.2 难点
7.3 习题详解
7.4 补充内容 138第8章 电磁场的能量和力
第8章 电磁场的能量和力
8.1 概要
8.1.1 静电场的能量
8.1.2 恒定电场的能量
8.1.3 恒定磁场的能量
8.1.4 时变电磁场的能量
8.1.5 电磁力与虚位移法
8.2 重点难点
8.2.1 重点
8.2.2 难点
8.3 例题精解
8.4 习题详解
第9章 平面电磁波
9.1 概要
9.1.1 理想介质中的均匀平面波
9.1.2 导电媒质中的均匀平面波
9.1.3 电磁波的极化
9.1.4 垂直入射平面电磁波的反射与透射
9.1.5 导体中涡流集肤效应和电磁屏蔽
9.2 重点难点
9.2.1 重点
9.2.2 难点
9.3 例题精解
9.4 习题详解
0章 电路参数的计算原理
10.1 概要
10.1.1 电容
10.1.2 电导与电阻
10.1.3 电感
10.1.4 交流阻抗参数的计算原理
10.2 重点难点
10.2.1 重点
10.2.2 难点
10.3 例题精解
10.4 习题详解

作者介绍

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文摘

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序言

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电磁场理论的探索之旅：从基础到前沿的应用指南 电磁场，作为现代物理学中最核心、最活跃的学科之一，其理论的深邃与应用的广泛，早已渗透到我们生活的方方面面。从微观世界的粒子相互作用，到宏观世界的通信、能源、医疗乃至航空航天，无一不闪耀着电磁场的智慧之光。理解和掌握电磁场理论，不仅是工程师和研究人员的必备技能，更是洞察自然奥秘、推动科技进步的关键钥匙。 本书旨在为广大读者提供一份全面、深入且实用的电磁场理论学习与提高指南。我们深知，电磁场理论体系庞大，概念抽象，初学者往往感到无从下手，而有一定基础的学习者也常常在理论与实际应用之间感到断层。因此，本书在编写过程中，力求从最基础的概念入手，循序渐进地引导读者建立扎实的理论根基，并逐步拓展至复杂的计算方法、先进的仿真技术以及前沿的研究方向。 第一部分：夯实基础，构建电磁场理论的坚实框架 电磁场理论的基石，在于理解那些支配着电荷、电流、电场和磁场相互作用的基本规律。我们从电场和磁场的基本概念讲起，逐一剖析它们产生的源头、运动规律以及在不同介质中的行为表现。 静电场： 深入探讨库仑定律、电场强度、电势、高斯定律等核心概念。我们将详细讲解电场线和等势面的几何意义，以及它们如何帮助我们直观地理解电场分布。通过引入导体、绝缘体以及介质极化等概念，帮助读者理解电场在实际材料中的表现。 稳恒磁场： 聚焦于安培定律、磁感应强度、磁矢量势等关键要素。我们会分析电流产生的磁场，以及磁场对运动电荷和载流导体的作用力。物质的磁性是理解磁场的重要一环，本书将详细介绍顺磁性、抗磁性和铁磁性材料的特性，以及它们在磁场中的表现。 时变场与麦克斯韦方程组： 这是电磁场理论的飞跃。我们将清晰地阐述法拉第电磁感应定律和位移电流的概念，从而引出被誉为“电磁场圣经”的麦克斯韦方程组。我们不会仅仅停留在方程组的表面，而是会深入分析每个方程的物理意义，以及它们如何统一了电、磁、光现象。通过对麦克斯韦方程组在不同形式下的推导和应用，让读者深刻理解电磁场的动态特性。 电磁波的产生与传播： 以麦克斯韦方程组为基础，本书将逻辑清晰地推导出电磁波的波动方程，并详细讲解电磁波的横波特性、传播速度以及能量等。我们将从理想无损耗介质出发，逐步过渡到有损耗介质和自由空间中的电磁波传播，探讨反射、折射、衍射和散射等现象，为理解通信、雷达等应用打下基础。 第二部分：深化理解，掌握电磁场分析的强大工具 理论知识的掌握固然重要，但更关键的是如何运用这些理论去解决实际问题。本部分将重点介绍电磁场分析中常用的数学工具和数值方法。 矢量分析与微分算子： 矢量分析是描述电磁场不可或缺的语言。我们将系统回顾矢量代数、矢量微积分，并重点讲解散度、旋度、梯度和拉普拉斯算子等微分算子在电磁场中的物理意义和计算方法。熟练掌握这些工具，是进行复杂电磁场计算的前提。 边界条件与定理： 在处理不同介质交界面时的电磁场问题，边界条件扮演着至关重要的角色。我们将详细阐述电场和磁场在导体、介质界面上的边界条件，以及这些条件如何指导我们求解具体的电磁场分布。此外，诸如能量守恒定律、散度定理、斯托克斯定理等基本定理，也将结合电磁场问题进行深入的讲解和应用。 电磁场计算方法： 现实中的电磁场问题往往无法通过简单的解析方法求解。因此，本书将系统介绍多种重要的数值计算方法，帮助读者掌握解决复杂问题的能力。 有限元方法（FEM）： 作为一种强大的数值求解技术，有限元方法在电磁场分析中应用极为广泛。我们将从基本原理出发，讲解如何将连续的场方程离散化为代数方程组，并通过实际算例展示其在静电场、稳恒磁场以及动态场分析中的应用。 有限差分时域方法（FDTD）： FDTD是一种直接在时域求解麦克斯韦方程组的方法，尤其适用于分析电磁波的传播和散射问题。本书将详细介绍FDTD算法的原理、离散化过程以及稳定性条件，并通过实例展示其在天线设计、电磁兼容等领域的应用。 矩量法（MoM）/基于积分方程的方法： 该方法通常用于解决辐射和散射问题，其优势在于可以有效处理物体表面上的电流分布。我们将阐述积分方程的建立过程，以及如何通过矩量法将其转化为代数方程组求解。 多极展开（Multipole Expansion）： 对于远场分析和一些特定形状的物体，多极展开提供了一种高效的近似计算方法。我们将讲解其基本原理和适用范围。 电磁场仿真软件的应用： 理论与计算方法的学习，最终需要通过实际的仿真软件来验证和应用。本书将介绍目前主流的电磁场仿真软件，如Ansys HFSS, CST Studio Suite, COMSOL Multiphysics等。我们将结合前面介绍的数值方法，演示如何利用这些软件建立模型、设置参数、进行求解，并解读仿真结果。通过实际操作，读者将能够更直观地理解电磁场理论的应用。 第三部分：拓展视野，探索电磁场前沿与交叉领域 电磁场理论的发展从未停止，其与众多新兴技术和学科的交叉融合，不断催生出新的研究热点和应用方向。本部分旨在拓展读者的视野，了解电磁场领域的最新进展。 微波与射频工程： 随着通信技术的飞速发展，微波与射频工程已成为电磁场应用的重要领域。我们将探讨传输线理论、S参数、阻抗匹配、谐振腔、微波器件（如耦合器、功分器、滤波器）的设计与分析。 天线理论与设计： 天线是实现无线通信的关键。本书将深入介绍各种基本天线（如偶极子天线、单极子天线、环形天线）的原理、方向图、增益、阻抗等参数，以及阵列天线、微带天线、喇叭天线等复杂天线的设计方法。 电磁兼容（EMC）与电磁干扰（EMI）： 在高密度电子设备的应用环境中，电磁兼容性变得尤为重要。我们将讨论电磁干扰的产生机制、传播途径，以及抑制和防护电磁干扰的有效方法，包括屏蔽、滤波、接地等。 光子学与纳米光子学： 光的本质是电磁波，因此电磁场理论在光子学领域也扮演着核心角色。我们将介绍光波导、光栅、超材料等概念，以及它们在光通信、光传感、光计算等方面的应用潜力。 生物电磁学： 电磁场对生物体的影响日益受到关注。我们将探讨低频和高频电磁场与生物组织的相互作用，以及其在医学成像（如MRI）、电磁治疗等方面的应用。 新能源技术中的电磁场应用： 诸如太阳能电池、电动汽车的无线充电、高效电机的设计等，都离不开对电磁场理论的深刻理解和创新应用。 学习方法与建议 本书不仅提供了丰富的理论知识和计算方法，更注重培养读者的自主学习能力和解决实际问题的能力。我们建议读者在学习过程中： 1. 勤于思考，注重概念理解： 电磁场中的许多概念较为抽象，要深刻理解其物理意义，并能将其与实际现象联系起来。 2. 善用数学工具，练习计算： 数学是描述电磁场的语言，要熟练掌握相关的数学工具，并通过大量的练习题来巩固计算能力。 3. 结合仿真软件，验证理论： 利用仿真软件进行模拟，可以将抽象的理论具象化，加深理解，并能解决实际工程问题。 4. 关注前沿动态，保持好奇心： 电磁场领域发展迅速，要主动关注最新的研究进展和技术应用，保持对科学探索的热情。 5. 理论联系实际，学以致用： 尝试将所学知识应用于生活中的实际问题，从中发现规律，激发创新灵感。 本书的内容涵盖了电磁场理论学习的各个层面，旨在为广大师生、科研人员和工程技术人员提供一个系统、全面、深入的学习平台。我们希望通过本书，能够帮助读者在电磁场理论的探索之旅中，不断提升自身的能力，发现无限的可能，为科技的进步贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本所谓的“指南”简直是浪费我的时间，我本来是想找一本能真正帮我理清工程电磁场复杂概念的书，结果拿到手一看，内容陈旧得像是从上个世纪的教科书里直接抠出来的。翻开目录，那些熟悉的、但又缺乏现代视角和应用实例的章节标题就让人提不起兴趣。比如，关于麦克斯韦方程组的讲解，用了大量晦涩的数学推导，却没有花足够篇幅去解释这些方程在实际工程问题中是如何被简化和应用的，更别提现在越来越重要的数值方法和仿真技术了。读下来，感觉作者像是满足于把课本上的理论知识堆砌起来，却完全忽视了“学习与提高”这个核心诉求——真正的提高需要的是对前沿技术的洞察，是解决实际难题的技巧，而不是对着一堆抽象公式望洋兴叹。我期待的是能看到一些关于电磁兼容性（EMC）、射频电路设计中的电磁效应，或者至少是更现代的有限元方法（FEM）的入门介绍，然而这些几乎都没有触及，或者只是蜻蜓点水，完全不深入。这本书给我的感觉是，它更像是一本为应付期末考试准备的复习资料，而不是一本面向工程师的“提高”手册。我更倾向于去购买那些专注于特定应用领域、并且包含大量仿真案例和实践经验分享的书籍，这本书显然无法满足我对于“工程应用”层面的期待。它缺乏必要的灵活性和现代性，对于一个希望在电磁场领域有所突破的读者来说，帮助实在有限，简直可以称得上是故步自封。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的排版和装帧设计真是让人不敢恭维，拿到手里就感觉像是某个小出版社低成本印刷的产品。纸张质量粗糙不说，图示清晰度更是堪忧，那些本来就复杂的电磁场分布图和矢量箭头，在模糊的印刷效果下，看得人一头雾水，经常需要对照文字反复揣摩才能勉强理解图中的意思。更让我抓狂的是，很多重要的公式和符号的定义前后不一，有时候一个变量在不同章节的含义会发生微妙的变化，编者似乎没有进行严格的校对和统一。我尝试跟着书中的例题自己演算一遍，结果发现有的例题的初始条件设置就不合理，或者最终答案给出的数值单位存在明显的错误，这对于初学者来说是致命的误导。一个学习资料的权威性首先建立在准确性之上，这本书的粗疏实在令人难以容忍。我本来想利用这本书作为自学教材，但现在看来，我需要另一本更可靠的参考书来订正和补充这本书里发现的错误。购买书籍，我们不仅是购买知识，也是购买一种可靠的呈现方式，而这本书在基本的编辑规范和准确性上都表现得非常不专业，让人对作者群的严谨态度产生了深深的怀疑。

评分☆☆☆☆☆

从一个资深项目工程师的角度来看，这本书在深度和广度上都存在显著的缺陷，完全无法满足一个需要将理论快速转化为生产力的人的需求。它花了大量的篇幅去解释基础理论，比如波导理论的基本模式分析，但对于如何根据具体材料和几何结构选择最优波导类型，或者如何处理波导的阻抗匹配和损耗分析等关键工程环节，却着墨甚少。在现代通信系统和高频设计中，电磁场的“非理想”特性才是真正的挑战，比如介质损耗、表面粗糙度、耦合效应等等，这本书似乎完全回避了这些“脏活累活”，只停留在理想模型层面。我需要的不是另一个“理论证明”，而是“如何处理这种实际情况下的电磁干扰”的解决方案。这本书更像是一本学术论文的综述，而不是一本实用的工程手册。它的结构过于线性化，缺乏案例驱动的学习路径，让我很难将书中的知识点与我正在面对的具体设计难题联系起来。如果一个读者想了解如何在微带线上实现低噪声放大器（LNA）的设计，或者如何利用场路协同的思路去优化天线性能，这本书根本无法提供任何有价值的启发，简直是空谈工程。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的阅读体验感到非常沮丧，主要原因在于它的语言风格过于僵化和学术化，完全没有考虑到读者在不同学习阶段的需求。对于一个刚刚接触电磁场的新手来说，书中的术语解释往往不够直观，很多核心概念的引入缺乏必要的物理图像铺垫，比如，当第一次提到“坡印廷矢量”时，作者只是直接给出了公式，却没有用生动的语言去解释它如何描述能量的流动方向和大小，使得新手很容易在抽象的数学符号中迷失方向。相反，对于那些已经有一定基础的人，书中又没有提供足够的进阶内容，使得他们觉得阅读过程冗长且低效。这本书似乎没有明确的读者定位，它既不适合作为入门的“第一本”书，也无法充当深入研究的“工具书”。更别提书中缺乏现代学习工具所应有的互动性，比如没有二维码链接到相关的仿真软件教程，或者没有提供可供下载的MATLAB/Python脚本来验证公式。在如今这个时代，一本好的学习资料应该具备多媒体和互动性，这本书的静态和封闭性，使得学习过程变得枯燥乏味，学习效率自然大打折扣。

评分☆☆☆☆☆

我原本希望这本书能提供一些跨学科的视野，毕竟现代工程中电磁场早已不是孤立存在的学科，它与热学、材料科学、信号处理紧密相关。然而，这本书的视角显得非常狭隘，完全沉浸在经典的电磁学框架内，缺乏将电磁理论与新兴技术如5G/6G通信、太赫兹技术、或者先进传感器的应用联系起来的尝试。例如，在讨论电磁波传播时，可以引入对非均匀介质中散射问题的讨论，或者结合材料科学介绍超材料（Metamaterials）对电磁波的奇异调控能力，这些都是当下工程师们津津乐道的前沿领域。这本书的内容停留在“是什么”的层面，而完全没有触及“如何利用”和“未来会怎样”的问题。这种滞后的内容使得这本书的实用价值大打折扣，对于致力于走在技术前沿的专业人士来说，它更像是一部历史文献而非前沿指南。选择一本技术书籍，我们更看重它能否引领我们思考未来方向，这本书在这方面显然是严重不足的，它提供的知识储备很快就会被日新月异的技术发展所淘汰。