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《工程电磁场》课程教学大纲

《工程电磁场》课程教学大纲

课程编号: 00200680

课程名称:工程电磁场                      

英文名称:Engineering Electromagnetic fields

总 学 时:56   

总 学 分:3.5

适用对象:电气工程及其自动化专业本科

先修课程:大学物理、高等数学

  一、课程性质、目的和任务  

      工程电磁场是电气工程及其自动化专业的技术基础课之一。设置本课程的目的是让学生从整体上掌握宏观电磁场的基本定律、基本原理和基本分析方法,了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法,了解电磁场观念和方法在电气工程中的应用,为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。

 二、教学要求和内容

(一)基本要求

1.        理解库仑定律、安培定律和法拉第定律的作为电磁场理论基础的重要性;

2.        理解电场强度、电位移矢量、电位、电流密度、磁感应强度、磁场强度、矢量磁位和标量磁位等基本概念;

3.        理解静电场的环路定理和高斯通量定理、恒定电场的电流连续性定理、恒定磁场的安培环路定理和磁通连续性定理;

4.        全面理解麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式;

5.        理解媒质中电磁场的辅助方程;

6.        理解电磁场媒质分界面的衔接条件;

7.        了解电偶极子的电磁辐射原理,理解近场和远场概念;

8.        掌握电磁场由源到场的积分叠加方法;

9.        掌握利用定理积分形式求解具有对称性和均匀性电场和磁场的方法;

10.       掌握电场和磁场的镜像法;

11.       掌握各类电磁场边值问题的表述方法;

12.       掌握电磁场边值问题的解析积分解法,了解直角坐标系的分离变量法;

13.       理解坡印亭矢量,了解电磁场能量的分布和转换规律;

14.       了解平面电磁波的垂直入射、反射和透射等基本传播规律;

15.       了解电容、电阻和电感等电路参数的定义和计算方法。

16.       了解电磁场边值问题数值计算的有限元法;

17.       初步了解电气工程中电磁场问题的表述、求解步骤以及电磁场分布规律。

(二)基本内容 

1.         矢量分析与场论;

2.         静电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题;

3.         恒定电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题;
4.         恒定磁场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题;
5.         时变电磁场的基本定律、基本定理、基本解法和准静态场的边值问题;
6.         电磁辐射原理;
7.         电磁场边值问题的解析方法;
8.         电场和磁场的镜像法;
9.         有限元法;
10.        电磁场的能量及其转换规律;
11.        均匀平面电磁波的传播规律;
12.        电路参数的定义和计算方法;
13.        电气工程中的电磁场问题简介。

 

三、教学安排及方式
       以课堂讲授为主,辅助于课堂讨论,讲授与讨论基本达到:7:3

四、各教学环节学时分配(建议)

 

 


教学环节

课程内容

课内教学  



  

理论

教学

实验

教学

1

 矢量分析与场论

6   12
静电场的基本原理

 

7   14
3 恒定电场的基本原理 3     3   6
恒定磁场的基本原理 8 1

18

时变电磁场的基本原理 7 1 8   16 
电磁场的解析解法 4

 

4 8
7   有限元法 2 4   8  
电磁场的能量与力 5

 

5
9 平面电磁波 5   5 5  
10 电路参数的计算方法 4

 

4 4  
11 电气工程中的电磁场问题   0  

12

总结 1   2  
 

合计


 
52   4   60 116 
56 60 116

五、推荐教材和教学参考书
 
教 材:王泽忠、全玉生、卢斌先 编著.《工程电磁场(第2版)》.清华大学出版社,2011年。

          倪光正等.《工程电磁场原理(第2版)》.高等教育出版社,2009年。

参考书:冯慈璋、马西奎 编.《工程电磁场导论》.高等教育出版社,2000年。             
             马信山、张济世、王平 编.《电磁场基础》.清华大学出版社,1995年。

             雷银照.《电磁场》.等教育出版社,2010年。
             刘鹏程主编.《工程电磁场简明手册》.高等教育出版社,1991年

大纲执笔者:王泽忠

大纲校对者:齐 磊

大纲审核者:崔 翔
制定日期:2013年8月26日

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