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工程电磁场学习指南.docx

上传人:mazhuangzi1 2022/7/19 文件大小:11 KB

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工程电磁场学习指南.docx

文档介绍

文档介绍:工程电磁场学****指南
第1讲学****指南
矢量分析和场论是研究电磁场的重要数学工具。本讲首先给出了矢量代数和矢量分析 的有关公式。在矢量分析中,给出矢量函数的微分与积分的运算规则。在场论基础部分,介 绍场的基本概念,导出标量场的等值面方程和矢流场表述为边值问 题。要特别关注恒定电流场中自由电荷的累积结果和媒质分界面衔接条件。
第4讲学****指南
本讲讨论由恒定电流产生的磁场。由安培定律引出磁场的基本概念,定义磁感应强度。 在此基础上,利用矢量磁位,导出磁通连续性定理和安培环路定理。借助于磁偶极子模型, 引入磁化电流,考虑磁媒质对磁场的影响,定义磁场强度,导出恒定磁场的基本方程。根据 基本方程的积分形式导出恒定磁场磁感应强度和磁场强度的磁媒质分界面衔接条件。由恒定 磁场的基本方程导出用矢量磁位和标量磁位表示的恒定磁场边值问题,并证明恒定磁场解的 唯一性。
本讲重点掌握磁感应强度的定义、矢量磁位的定义、媒质特性和恒定磁场的基本性质。 学会将恒定磁场表述为边值问题。要特别关注基本方程的微分形式和媒质分界面衔接条件。
第5讲学****指南
本讲讨论时变电磁场。通过法拉第电磁感应定律,将静电场的环路定理加以扩充并推广 到时变场。根据电荷守恒原理,引入位移电流,将安培环路定理推广到时变场,得到全电流 定律。导出时变电磁场的基本方程组和场矢量的媒质分界面衔接条件。根据磁感应强度的散 度方程和电场强度的旋度方程,引入动态位,从麦克斯韦另外两个方程导出时变电磁场的达 朗贝尔方程。给出达朗贝尔方程解的一般形式。讨论单元辐射子电磁波辐射的问题。最后, 描述了在工程中两种简化条件下,时变电磁场的边值问题。
本讲重点掌握感应电动势、位移电流的概念和时变电磁场的基本性质。理解电磁波传播 的基本原理。学会区分远场(辐射场)和近场(似稳场)。学会将涡流场和准静态电流场表 述为边值问题。重点理解麦克斯韦方程组转换为动态位波动方程的过程和波动方程解的特 性;理解入射波和反射波的时空传播规律。
第6讲学****指南
本讲主要介绍几种解析算方法。针对一维泊松方程,分别在直角坐标系、圆柱坐标系和 球坐标系中讨论了解析积分方法。针对拉普拉斯方程,特别是二维情况,介绍了直角坐标系、 圆柱坐标系和球坐标系中的分离变量法。通过例题展示了求解区域形状和边界条件在分离变 量法具体实现中的作用。基于静电场和恒定磁场解的唯一性定理,分析了唯一性定理的条件, 介绍了静电场中关于导体平面、导体球面以及电介质分界面平面的镜像法和恒定磁场中关于 媒质分界面平面的镜像法。
本讲应掌握直接积分解法和分离变量法的基本原理;对于一维泊松方程能进行求解;掌 握不同条件下静电场导体球面相关问题的镜像法,掌握媒质分界面为无限大或半无限大平面 的电场和磁场问题的镜像法。要特别关注镜像法与惟一性定理的关系,等效中有效区和无效 区概念,以及不同简单问题的组合求解。
第7讲学****指南
本讲从加权余量原理伽辽金法导出有限元法。加权余量原理比较直观,而且应用范围 广,推导过程简单。作为有限元法的基础,本章首先介绍加权余量法的基本原理和通过插值 法构造近似函数,以二维静电场为例介绍了三角形线性插值和四边形双线性插值有限元法的 基本原理和实施过程。
本讲重点掌握加权余量概念、有限元法的基本原理的基本原理。了解有限元法实施步 骤。要重点关注三