《工程电磁场》课程教学大纲
课程编号: 0110608 课程名称： 工程电磁场
英文名称： Engineering Electromagnetic Fields 课程类型： 专业基础课
总 学 时： 48 讲课学时： 44 实验学时： 4 学 分： 3
适用对象: 电气工程及其自动化 先修课程： 高等数学，大学物理，电路
一、课程性质、目的和任务
本课程是电类专业（不包括无线电技术类）的一门技术基础课。在普通物理电磁学的基础上，通过本课程的学习，使学生进一步熟悉宏观电磁场的基本性质和基本规律；对电气工程中的电磁现象和电磁过程，能用场的观点进行初步分析；对一些简单的问题能进行计算；为学习专业或进一步研究电磁场问题，准备必要的理论基础。
二、教学基本要求
1．理解重要的物理量：电场强度和电位移、电位、电流密度、磁感应强度和磁场强度、矢量磁位、动态位的意义。深入理解电磁场的重要性质与规律—积分形式和微分形式的电磁场方程组。 2．能用高斯通量定理、安培环路定理的积分形式计算简单的场。能应用镜像法。在分析电磁场问题中能正确应用边界条件。
3．理解电磁场能量的分布及传输，和通过能量关系计算电场力、磁场力的方法。 4．了解电路参数的计算原则。
5．掌握平面电磁波在完纯介质及导电媒质中传播的基本规律。
三、教学内容及要求
1．引言
2．电磁场的数学物理基础
理解电流，电荷，电场强度，磁感应强度，位移电流的概念；了解矢量分析，场论基础；掌握电流的连续性，麦克斯韦方程组。 3．静电场
掌握静电场的基本方程，静电场的有散、无旋性。
掌握电场强度，电位的概念及相互关系，会根据给定的电荷分布计算电场。
掌握静电场中的导体和电介质的特点，分界面上的边界条件，电位移，高斯通量定理；了解电偶极子的电场，极化强度。
理解静电场的泊松方程和拉普拉斯方程，边值问题，直接积分法，分离变量法，解的唯一性。 掌握镜像法，包括电荷对导电平面的镜像，电荷对两种介质分界面的镜像，点电荷对球形导体面的镜像。
理解电轴法，二线输电线的电场。
了解多导体系统中电位与电荷间的关系，部分电容，会进行两导体系统电容的计算。 掌握电场能量及其分布，电场力及其计算。 4．恒定电流的电场和磁场
掌握导电媒质中恒定电场的基本方程，欧姆定律的微分形式，恒定电流的连续性。 理解焦耳-楞次定律的微分形式，局外场的作用。 掌握分界面上的边界条件，拉普拉斯方程。 了解导电媒质中恒定电场与介质中静电场的相似性。 会进行电导、接地电阻及其计算。
掌握恒定磁场的基本方程，恒定磁场的无散、有旋性。磁通连续性原理。能根据电流分布计算磁场，了解矢量磁位，标量磁位，矢量磁位的泊松方程和拉普拉斯方程。
了解媒质的磁化，磁偶极子的磁场，磁化强度，磁场强度，磁场的边值问题，磁场的镜像法。 掌握安培环路定律，分界面上的边界条件。 会进行自感和互感的计算，了解诺以曼公式。 掌握磁场能量及其分布，磁场力及其计算。 5．动态电磁场与电磁波
掌握分界面上的边界条件，电磁场能量，坡印亭矢量及其通量。 了解电磁位及其方程的积分解，辐射，似稳场的概念。
掌握理想介质中的平面波的传播规律，波矢量、波速和波阻抗，驻波。 了解琼斯矢量，波的极化，波的反射和透射。
了解有损媒质中的平面波，波的衰减与透入深度，媒质中电流、磁通的趋肤效应，涡流。
四、实践环节
静电场的性质及其与恒定电场间的比拟关系（2课时），螺线管中磁场的分布规律（2课时）。
五、课外习题及课程讨论
每次讲课结束应留适量的习题，总数在55道左右。在适当的时候安排2~3次习题课，每次大约2小时。
六、教学方法与手段
由课堂教学和实验环节组成。课堂教学采用多媒体教学或板书教学，实验环节分组进行。
七、各教学环节学时分配 （黑体，小4号字） 电磁场的数学物理基础 静电场 恒定电流的电场和磁场 讲课 习题课 讨论课 实验 其他 合计 4 12 10 0 2 2 0 0 0 0 2 2 0 0 0 4 16 14 动态电磁场和电磁波 合计 12 38 2 6 0 0 0 4 0 0 14 48 八、考核方式
闭卷考试。
九、推荐教材和教学参考书
教 材： 《工程电磁场原理》，倪光正编著，高等教育出版社，2002年。 参考书： 《电磁场理论》，毕德显编著，电子工业出版社，1985年。
《工程电磁场导论》，冯慈璋,马西奎编著，高等教育出版社，2000年。
大纲制订人：尹浩柳、李琳 大纲审定人：卢铁兵 大纲校对人：赵志斌 制订日期：2005年5月10日
华北电力大学：工程电磁场教学大纲
