電磁學(xué)

目錄

第1章自由空間的靜電場(chǎng)

1.1庫(kù)侖定律

1.2電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的定義

1.3連續(xù)電荷分布

1.4體積分和面積分

1.5給定電荷分布下的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量

1.6電標(biāo)量位的定義

1.7給定電荷分布的電位

1.8電壓

1.9靜電場(chǎng)中電場(chǎng)和電位之間的微分關(guān)系

1.10梯度

1.11三維和二維電偶極子

1.12高斯定律及其證明

1.13高斯定律的應(yīng)用

1.14高斯定律的微分形式

1.15散度

1.16靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體

1.17帶電導(dǎo)體產(chǎn)生的電場(chǎng)和電位的分析

1.18靜電屏蔽

1.19任意形狀金屬體的電荷分布

1.20帶電金屬體數(shù)值分析的矩量法

1.21鏡像理論

問(wèn)題

第2章電介質(zhì)、電容和電能量

2.1電介質(zhì)的極化

2.2極化矢量

2.3束縛體電荷密度和面電荷密度

2.4極化電介質(zhì)產(chǎn)生的電場(chǎng)和電位的分析

2.5廣義高斯定律

2.6電介質(zhì)材料的性質(zhì)

2.7靜電場(chǎng)的麥克斯韋方程

2.8線性、各向同性和均勻媒質(zhì)中的靜電場(chǎng)

2.9電介質(zhì)電介質(zhì)的邊界條件

2.10泊松方程和拉普拉斯方程

2.11拉普拉斯方程數(shù)值解法的有限差分法

2.12電容器電容的定義

2.13均勻電介質(zhì)電容器的分析

2.14不均勻電介質(zhì)電容器的分析

2.15靜電系統(tǒng)的能量

2.16電場(chǎng)能量密度

2.17靜電系統(tǒng)的電介質(zhì)擊穿

問(wèn)題

第3章恒定電流

3.1電流密度矢量和電流強(qiáng)度

3.2電導(dǎo)率與局部形式的歐姆定律

3.3導(dǎo)體的損耗和焦耳定律的局部形式

3.4連續(xù)性方程

3.5恒定電流的邊界條件

3.6恒定電流場(chǎng)的電荷分布

3.7弛豫時(shí)間

3.8電阻、歐姆定律和焦耳定律

3.9電導(dǎo)和電容之間的對(duì)偶

3.10外部電能體積源和電源

3.11不均勻非理想電介質(zhì)電容器的分析

3.12載有恒定電流的有損傳輸線的分析

3.13接地電極

問(wèn)題

第4章自由空間的靜磁場(chǎng)

4.1磁場(chǎng)力和磁通密度矢量

4.2畢奧薩伐爾定律

4.3給定電流分布的磁通密度矢量

4.4安培定律的公式

4.5安培定律的應(yīng)用

4.6安培定律的微分形式

4.7旋度

4.8磁通守恒定律

4.9磁矢量位

4.10安培定律的證明

4.11磁偶極子

4.12洛倫茲力與霍爾效應(yīng)

4.13磁場(chǎng)力的計(jì)算

問(wèn)題

第5章媒質(zhì)中的靜磁場(chǎng)

5.1磁化矢量

5.2導(dǎo)磁材料的性能和分類

5.3磁化體電流和面電流密度

5.4廣義安培定律

5.5導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率

5.6靜磁場(chǎng)的麥克斯韋方程和邊界條件

5.7磁場(chǎng)的鏡像理論

5.8磁化曲線與磁滯

5.9磁路——基本分析假設(shè)

5.10磁路的基爾霍夫定律

5.11非時(shí)變電磁場(chǎng)的麥克斯韋方程

問(wèn)題

第6章慢時(shí)變電磁場(chǎng)

6.1感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度矢量

6.2慢時(shí)變電場(chǎng)與磁場(chǎng)

6.3法拉第電磁場(chǎng)感應(yīng)定律

6.4慢時(shí)變電磁場(chǎng)的麥克斯韋方程

6.5變壓器感應(yīng)的計(jì)算

6.6由于運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電磁感應(yīng)

6.7總電磁感應(yīng)

6.8渦流

問(wèn)題

第7章電感和磁場(chǎng)能量

7.1自感

7.2互感

7.3磁耦合電路的分析

7.4載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)能量

7.5磁場(chǎng)能量密度

7.6從磁場(chǎng)能量計(jì)算內(nèi)電感與外電感

問(wèn)題

第8章快時(shí)變電磁場(chǎng)

8.1位移電流

8.2快時(shí)變電磁場(chǎng)的麥克斯韋方程

8.3電磁波

8.4快時(shí)變電磁場(chǎng)的邊界條件

8.5快時(shí)變電流連續(xù)性方程的不同形式

8.6時(shí)諧電磁場(chǎng)

8.7時(shí)諧場(chǎng)量與電路量的復(fù)數(shù)表示

8.8復(fù)數(shù)域的麥克斯韋方程

8.9洛倫茲電磁位函數(shù)

8.10復(fù)域中高頻位函數(shù)和場(chǎng)計(jì)算

8.11坡印廷定理

8.12復(fù)坡印廷矢量

問(wèn)題

第9章均勻平面電磁波

9.1波動(dòng)方程

9.2均勻平面波的近似

9.3均勻平面波的時(shí)域分析

9.4時(shí)諧均勻平面波和復(fù)數(shù)域分析

9.5電磁波譜

9.6任意方向的均勻TEM波

9.7有損媒質(zhì)中的時(shí)諧波理論

9.8基本傳播參數(shù)的明確表達(dá)式

9.9良電介質(zhì)中波的傳播

9.10良導(dǎo)體中波的傳播

9.11集膚效應(yīng)

9.12等離子體中波的傳播

9.13色散和群速度

9.14電磁波的極化

問(wèn)題

第10章平面波的反射與透射

10.1理想導(dǎo)電平面上的垂直入射

10.2在可穿透交界面的垂直入射

10.3良導(dǎo)體的表面電阻

10.4用攝動(dòng)法計(jì)算小損耗

10.5理想導(dǎo)體上的斜入射

10.6矩形波導(dǎo)的概念

10.7電介質(zhì)邊界上的斜入射

10.8總內(nèi)反射和布魯斯特角

10.9多層媒質(zhì)中的波傳播

問(wèn)題

第11章傳輸線的場(chǎng)分析

11.1均勻電介質(zhì)的無(wú)損耗傳輸線中的TEM波

11.2橫向平面中的靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)分布

11.3傳輸線導(dǎo)體的電流和電荷

11.4雙導(dǎo)體傳輸線的分析

11.5低損耗傳輸線

11.6傳輸線導(dǎo)體和電介質(zhì)的衰減系數(shù)

11.7傳輸線的高頻內(nèi)電感

11.8傳輸線的原電路參數(shù)和副電路參數(shù)的計(jì)算

11.9非均勻電介質(zhì)的傳輸線

11.10多層印制電路板

問(wèn)題

第12章傳輸線的電路分析

12.1電報(bào)方程及其在復(fù)域中的解

12.2無(wú)損耗傳輸線的電路分析

12.3低損耗傳輸線的電路分析

12.4傳輸線的反射系數(shù)

12.5傳輸線的功率計(jì)算

12.6傳輸線的阻抗

12.7傳輸線電壓和電流的完整解

12.8短路、開(kāi)路和匹配傳輸線

12.9傳輸線諧振器

12.10低損耗諧振器的品質(zhì)因數(shù)

12.11史密斯圖的構(gòu)建和基本性質(zhì)

12.12利用史密斯圖的傳輸線電路分析

12.13傳輸線的暫態(tài)分析

12.14一對(duì)戴維南等效電源和傳輸線暫態(tài)反射系數(shù)

12.15具有純電阻終端的傳輸線的階躍響應(yīng)

12.16脈沖激勵(lì)的傳輸線分析

12.17彈跳圖

12.18電抗或非線性終端的暫態(tài)響應(yīng)

問(wèn)題

第13章波導(dǎo)和諧振腔

13.1基于平面波的多次反射矩形波導(dǎo)的分析

13.2行波和消散波

13.3波導(dǎo)主模式

13.4矩形波導(dǎo)的一般TE模式分析

13.5矩形波導(dǎo)中的TM模式

13.6任意波導(dǎo)模式的截止頻率

13.7TE波和TM波的波阻抗

13.8沿波導(dǎo)的功率流

13.9低損耗波導(dǎo)

13.10波導(dǎo)色散和波速

13.11波導(dǎo)耦合器

13.12矩形諧振腔

13.13存儲(chǔ)在諧振腔中的電磁能量

13.14低損耗矩形諧振腔的品質(zhì)因數(shù)

問(wèn)題

第14章天線和無(wú)線通信系統(tǒng)

14.1赫茲偶極子的電磁位函數(shù)和場(chǎng)矢量

14.2遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)

14.3任意天線的遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算步驟

14.4輻射功率、輻射電阻、天線損耗和輸入阻抗

14.5天線特征輻射函數(shù)和輻射方向圖

14.6天線的方向性系數(shù)和增益

14.7天線的極化

14.8導(dǎo)線偶極天線

14.9理想導(dǎo)電接地平面上方的天線鏡像理論

14.10單極天線

14.11磁偶極(小環(huán))天線

14.12接收天線理論

14.13天線有效孔徑

14.14無(wú)線鏈接弗利斯傳輸公式

14.15天線陣列

問(wèn)題

附錄A物理量、符號(hào)、單位和常數(shù)

附錄B數(shù)學(xué)公式和恒等式

附錄C矢量代數(shù)和微積分

附錄D部分習(xí)題答案