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绪论1

0.1工程中的电磁问题1

0.1.1工程电磁技术1

0.1.2工程中的基本电磁问题3

0.1.3应用技术中的基本电磁问题5

0.1.4工程电磁环境问题5

0.2工程电磁分析概述6

0.2.1基本电磁理论6

0.2.2基本数学概念与方法7

0.2.3工程电磁分析基本内容7

0.3工程电磁技术发展8

第1章 基本数学工具10

1.1矢量与场分析基本概念10

1.1.1标量、标量函数与标量场10

1.1.2矢量与矢量场12

1.2三种基本正交坐标系14

1.2.1直角坐标系15

1.2.2柱坐标系16

1.2.3球坐标系16

1.2.4坐标系转换17

1.2.5微变元矢量18

1.3矢量计算23

1.3.1矢量加法23

1.3.2矢量乘法27

1.3.3矢量微分与求导28

1.3.4矢量积分29

1.4矢量场分析基本概念31

1.4.1梯度31

1.4.2散度32

1.4.3旋度34

1.4.4高斯公式与斯托克斯公式37

1.4.5矢量场的位函数37

1.4.6亥姆霍兹定理39

本章小结40

思考题与练习题40

第2章 工程电磁基本理论42

2.1基本电磁量42

2.1.1电荷与电荷密度43

2.1.2电场强度、电位移矢量、电位45

2.1.3电流48

2.1.4磁感应强度、磁场强度和磁通52

2.1.5导体、电介质、导电介质与磁介质55

2.2电磁基本方程58

2.2.1 Maxwell方程58

2.2.2电流连续性定理62

2.2.3电位函数63

2.2.4磁位函数65

2.2.5波动方程69

2.2.6坡印亭定理70

2.3工程电磁分析基础74

2.3.1静态电磁场与时变电磁场74

2.3.2复数表示法76

2.3.3边界条件分析78

2.3.4工程电磁分析中的定性分析79

本章小结86

思考题与练习题87

第3章 静态电磁场分析91

3.1静电场91

3.1.1静电场基本特征91

3.1.2静电场中的导体与电容95

3.1.3定解问题与边界条件分析98

3.2恒定电场106

3.2.1恒定电场基本特征106

3.2.2电动势111

3.2.3弛豫时间与欧姆定律113

3.2.4定解问题与边界条件114

3.3恒定磁场115

3.3.1恒定磁场基本特征115

3.3.2磁通117

3.3.3磁链与电感120

3.3.4磁介质与磁路分析123

3.3.5定解问题与边界条件126

本章小结128

思考题与练习题129

第4章 电磁感应与电磁波132

4.1电磁感应与时变电磁场132

4.1.1电磁感应132

4.1.2电磁波——时变电磁场136

4.2交变电磁场140

4.2.1交变电磁场基本特征140

4.2.2交变电磁场复数分析142

4.2.3工频感应与趋肤效应146

4.2.4电容效应148

4.2.5电感效应150

4.2.6交变电磁场中的电路元件151

4.3电磁波传播153

4.3.1平面波153

4.3.2介质的波阻抗157

4.3.3垂直入射160

4.3.4斜入射166

4.3.5导行波与波导174

4.4辐射与接收182

4.4.1辐射182

4.4.2接收185

4.5电磁波衰减与吸收186

4.5.1传输衰减187

4.5.2电磁波吸收188

本章小结188

思考题与练习题189

第5章 电磁能量转换、传输与接收193

5.1电磁能量转换193

5.1.1静态电磁能量转换193

5.1.2时变电磁能量转换分析198

5.1.3电磁干扰的能量分析200

5.2电磁能量传输202

5.2.1电磁能量传输的基本特征202

5.2.2电磁能量传输效率204

5.2.3电子系统能量传输分析205

5.3天线206

5.3.1发射天线分析概念206

5.3.2接收天线分析概念207

5.3.3电子线路的天线效应分析208

本章小结209

思考题与练习题209

第6章 电磁测量212

6.1电荷与电流测量212

6.1.1基本物理概念212

6.1.2电荷测量215

6.1.3电流测量217

6.2电磁场分布测量220

6.2.1基本测量概念220

6.2.2电场分布测量基本概念222

6.2.3磁场测量的基本概念224

6.3电磁波辐射测量225

6.3.1电磁辐射测量概念225

6.3.2测量方法分析226

本章小结227

思考题与练习题227

第7章 信号完整性与电磁兼容概念229

7.1信号完整性基本概念229

7.1.1理想信号与误差229

7.1.2动态逻辑电平信号235

7.1.3传输损失235

7.2电场能量转换的影响236

7.2.1静态电磁能量转换的影响237

7.2.2时变电磁能量交换的影响238

7.3电场效应239

7.3.1恒定电场效应239

7.3.2交变电场效应239

7.4磁场效应240

7.4.1恒定磁场效应240

7.4.2交变磁场效应241

7.5接地241

7.5.1接地的基本概念241

7.5.2接地串扰244

7.6电磁兼容基本概念245

7.6.1电磁兼容概述245

7.6.2电力电子系统的电磁兼容特征246

本章小结248

思考题与练习题249

第8章 电磁分析求解方法介绍250

8.1镜像法250

8.1.1静电场的镜像法250

8.1.2恒定磁场镜像法251

8.2分离变量法252

8.2.1格林定理与解的唯一性252

8.2.2偏微分方程的分离变量求解方法253

8.3复变函数分析253

8.3.1复位函数方法254

8.3.2保角变换法254

8.4数值分析法255

8.4.1有限差分法255

8.4.2有限元法256

8.4.3矩量法257

本章小结258

参考文献259

附录 电磁兼容相关国家标准260