《電磁場(chǎng)》課程介紹與教學(xué)大綱

PAGE5《電磁場(chǎng)》課程簡(jiǎn)介課程編號(hào)：06054001課程名稱：中文/英文電磁場(chǎng)/ElectromagneticField學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40（實(shí)驗(yàn)：0上機(jī)：0課外實(shí)踐：0）適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化建議修讀學(xué)期：第4學(xué)期開課單位：電氣與信息工程學(xué)院電氣工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、復(fù)變函數(shù)與積分變換考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：閉卷考試百分制評(píng)定(期末考試卷面成績(jī)占70%,平時(shí)成績(jī)占30%)教材與主要參考書目：焦其祥，《電磁場(chǎng)與電磁波》，北京：科學(xué)出版社，2010年第2版。內(nèi)容概述：中文：本門課程屬于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在大學(xué)物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握電磁場(chǎng)基本概念；培養(yǎng)學(xué)生用場(chǎng)的觀點(diǎn)對(duì)電氣工程中的電磁現(xiàn)象和電磁過(guò)程進(jìn)行定性分析與判斷的初步能力；了解進(jìn)行定量分析的基本途徑，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用各種較復(fù)雜的電磁場(chǎng)計(jì)算方法打下基礎(chǔ)；通過(guò)電磁場(chǎng)理論的邏輯推理，培養(yǎng)學(xué)生正確思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。英文：ThiscoursebelongstotheprofessionalbasiccourseofElectricalEngineeringandItsAutomation.ThestudentsthroughstudyingthiscoursecanbetofurtherunderstandthebasicconceptofelectromagneticfieldonthebasisofintheCollegePhysicsofElectromagnetism.Itwillcultivatethestudents'abilitywiththepreliminaryviewofelectromagneticfieldtousequalitativeanalysisandjudgmentofelectromagneticphenomenaandelectromagneticprocessinelectricalengineering.Theknowledgeofbasicunderstandingmethodsofquantitativeanalysiscanlaythefoundationforfurtherstudyandapplicationofelectromagneticmethodinvariouscomplexcalculations.Duringthelogicanalyzingprocessofelectromagnetictheory,thestudentscouldbecultivatedwithcorrectthinkingandrigorousscientificattitude.《電磁場(chǎng)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：06054001課程名稱：中文/英文電磁場(chǎng)/ElectromagneticField學(xué)分:2.5學(xué)時(shí)：40（實(shí)驗(yàn)：上機(jī)：課外實(shí)踐：）適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化建議修讀學(xué)期：第4學(xué)期開課單位：電氣與信息工程學(xué)院電氣工程系先修課程：高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、復(fù)變函數(shù)與積分變換一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)課程性質(zhì)：本門課程屬于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在大學(xué)物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握電磁場(chǎng)基本概念；培養(yǎng)學(xué)生用場(chǎng)的觀點(diǎn)對(duì)電氣工程中的電磁現(xiàn)象和電磁過(guò)程進(jìn)行定性分析與判斷的初步能力；了解進(jìn)行定量分析的基本途徑，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用各種較復(fù)雜的電磁場(chǎng)計(jì)算方法打下基礎(chǔ)；通過(guò)電磁場(chǎng)理論的邏輯推理，培養(yǎng)學(xué)生正確思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。教學(xué)目的：掌握宏觀電磁場(chǎng)和電磁波的基本規(guī)律，學(xué)會(huì)用場(chǎng)的觀點(diǎn)理解和分析計(jì)算一些基本的電磁場(chǎng)和電磁波問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神，提高分析與解決問(wèn)題的能力。本課程對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求：1.3、2.2、4.1。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配本課程總學(xué)時(shí)數(shù)為40學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為40學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為0學(xué)時(shí)；課程教學(xué)共有8章，具體內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排等如下表所示：課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（☆）難點(diǎn)（△）學(xué)時(shí)安排實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)上機(jī)學(xué)時(shí)備注1.矢量分析與場(chǎng)論（數(shù)學(xué)基礎(chǔ)）1.1矢量分析與坐標(biāo)系A(chǔ)△1講授1.2場(chǎng)論：梯度、通量和散度、散度定理、環(huán)量和旋度、斯托克斯公式A☆2講授1.3無(wú)散場(chǎng)與無(wú)旋場(chǎng)的位函數(shù)A☆0.5講授1.4亥姆霍茲定理B0.5講授2．電磁場(chǎng)基本方程（物理基礎(chǔ)）2.1場(chǎng)源與場(chǎng)量B0.5講授2.2電磁場(chǎng)中媒質(zhì)的性能參數(shù)B0.5講授2.3電磁感應(yīng)定律，全電流定律，麥克斯韋第方程組A☆△1講授3.靜電場(chǎng)3.1靜電場(chǎng)的基本方程與特性（電場(chǎng)強(qiáng)度，電位，根據(jù)給定的電荷分布計(jì)算電場(chǎng)）A☆2講授3.2電場(chǎng)中的導(dǎo)體A☆1講授3.3分界面上的銜接條件A☆1講授3.4泊松方程和拉普拉斯方程，邊值問(wèn)題（方程和邊界條件列寫、積分法和分離變量法求解），邊值問(wèn)題的數(shù)值求解（有限差分法）A☆△2講授3.5解的唯一性定理B1講授3.6鏡像法（電荷對(duì)導(dǎo)體平面的鏡像，電荷對(duì)兩種介質(zhì)分界面的鏡像）C△1講授3.7電軸法B△1講授3.8電容、部分電容和工作電容A☆1講授3.9電場(chǎng)能量及其分布，電場(chǎng)力及其計(jì)算A☆△2講授4.恒定電場(chǎng)4.1歐姆定律微分形式，焦耳定律微分形式A1講授4.2導(dǎo)電媒質(zhì)中恒定電場(chǎng)的基本方程，分界面上的銜接條件，邊值問(wèn)題A☆2講授4.3導(dǎo)電媒質(zhì)中恒定電場(chǎng)與介質(zhì)中靜電場(chǎng)的比擬B△1講授4.4電導(dǎo)與部分電導(dǎo)的概念B1講授4.5接地電阻及其計(jì)算A△1

講授5.恒定磁場(chǎng)5.1恒定磁場(chǎng)的基本方程與特性（磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)電流分布計(jì)算磁場(chǎng)）A☆1講授5.2磁矢位，交界面上的銜接條件A△1講授5.3磁場(chǎng)的泊松方程，拉普拉斯方程，邊界條件A☆1講授5.4標(biāo)量磁位及其應(yīng)用A△1講授5.5磁場(chǎng)的鏡象法B1講授5.6電感（自感和互感的計(jì)算）A☆2講授5.7磁場(chǎng)能量及其分布，磁場(chǎng)力及其計(jì)算A☆1講授6.時(shí)變電磁場(chǎng)6.1時(shí)變電磁場(chǎng)的基本方程，邊界銜接條件A☆1講授6.2電磁能量傳播定理——坡印亭定理A☆1講授6.3動(dòng)態(tài)位，達(dá)朗貝爾方程及其解，似穩(wěn)場(chǎng)概念C△1講授6.4正弦電磁場(chǎng)的方程組，坡印亭定理、動(dòng)態(tài)位、達(dá)朗貝爾方程的復(fù)數(shù)形式B△1講授7.準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)7.1電準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)，磁準(zhǔn)靜態(tài)場(chǎng)A1講授7.2集膚效應(yīng)，渦流效應(yīng)，導(dǎo)體的交流內(nèi)阻抗A☆1講授7.3電磁屏蔽B△1講授8.電磁波的傳播8.1波的傳輸規(guī)律（波動(dòng)方程、波速與波阻抗）A☆△2講授8.2雙導(dǎo)體傳輸線A☆1講授（教學(xué)基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建議實(shí)驗(yàn)（上機(jī)）項(xiàng)目及學(xué)時(shí)分配無(wú)四、教學(xué)方法與教學(xué)手段采用多媒體教學(xué)課件進(jìn)行課堂教學(xué)。課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合課堂練習(xí)、作業(yè)及專題報(bào)告等共同實(shí)施。以現(xiàn)代先進(jìn)的多媒體技術(shù)為主，結(jié)合傳統(tǒng)的板書教學(xué)方法，并穿插必要的視頻教學(xué)內(nèi)容。五、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)課程采用閉卷考核方式，采用百分制評(píng)定。課程考核成績(jī)采用平時(shí)成績(jī)+期終考試成績(jī)相結(jié)合的方式，平時(shí)成績(jī)占課程考核成績(jī)的2%，平時(shí)成績(jī)考核采用考勤、作業(yè)、課堂提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)和報(bào)告相結(jié)合的方式；期終成績(jī)占課程考核成績(jī)的80%。六、教材與主要參考書目1.孫敏，《工程電磁場(chǎng)基礎(chǔ)》，科學(xué)出版社，2001年2.倪光正，《工程電磁場(chǎng)原理》，高等教育出版社，2002年3.馮慈章、馬西奎，《工程電磁場(chǎng)導(dǎo)論》，高等教育出版社，2000年4.馬西奎，《電磁場(chǎng)重點(diǎn)難點(diǎn)及典型題精解》，西安交通大學(xué)出版社，2002年5.謝處方、饒克謹(jǐn)，《電磁場(chǎng)與電磁波》