研究生教學用書：電機電磁場的分析與計算 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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湯蘊璆，梁艷萍 著

圖書標籤:

• 電機電磁場
• 研究生教學
• 電磁場分析
• 電磁場計算
• 電氣工程
• 高等教育
• 理工科
• 教學參考書
• 電磁理論
• 場論

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111287988

版次：1

商品編碼：10134324

品牌：機工齣版

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2010-07-01

用紙：膠版紙

頁數：374

字數：463000

正文語種：中文

內容簡介

　　《電機電磁場的分析與計算》共8章，內容分成四部分。第一部分（第1章和第3章）主要闡明恒定磁場和似恒電磁場的基本理論，包括電磁場的基本方程和分界麵條件、定解條件的建立，各種電磁位的引入等。第二部分（第2章和第4章）說明恒定和似恒電磁場的解析解法，並用電機中的一係列典型問題說明幾種主要的求解方法及其求解步驟。第三部分（第5章、第6章和第7章）說明數值解法（有限單元法和有限差分法）的理論基礎和實施，並用電機中的一些具體例子說明其應用。第四部分（第8章）是有限單元法在解決交流電機的一些整機性的實際電磁場問題中的應用，其中許多內容是作者所領導的課題組在多年的科研工作中所取得的研究成果。
　　《電機電磁場的分析與計算》是高等學校電氣工程係的研究生教材，也可供高等學校有關教師以及電機方麵的科研和工程技術人員作為參考用書。

作者簡介

　　湯蘊璆，江蘇溧陽人，1932年生。哈爾濱理工大學（原哈爾濱電工學院）教授，中國電工技術學會名譽理事。1953年畢業子東北工學院，1955年畢業於哈爾濱工業大學研究生班。1955，1962年在哈爾濱工業大學任講師，1962-1978年任副教授，1979年在哈爾濱電工學院任教授至今。長期從事電機專業的教學和科研工作。主要研究領域為：電機理論和機電能量轉換的機理，交流電機的動態分析，電機電磁場的分析和計算。
　　梁艷萍，1963年生，哈爾濱理工大學教授，博士，國際電磁計算學會會員，中國電工技術學會理論電工專業委員會委員，中國電機工程學會大電機專業委員會委員。1988年畢業於哈爾濱理工大學獲工學碩士學位，2005年於哈爾濱工業大學獲博士學位。多年來一直從事電機與電器專業的教學與科研工作，主要研究方嚮：交流電機動態分析、電機理論與電磁設計、電機電磁場數值計算與分析。先後完成國傢自然科學基金項目，省部級重大項目，國防預研項目，省攻關項目及企業委托項目等多項研究工作，獲省部級奬勵4項。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 恒定磁場的基本理論1
1.1 恒定磁場的基本方程1
1.2 標量磁位和嚮量磁位5
1.3 恒定磁場的分界麵條件10
1.4 恒定磁場問題的定解條件14
1.5 恒定磁場中的磁場能量和直流電感15
小結16
參考文獻18

第2章 恒定磁場的解析解法19
2.1 無界空間中恒定磁場的計算19
2.2 鏡像法27
2.3 具有鐵磁邊界時二維拉普拉斯方程的直接求解36
2.4 主極磁場正弦分布時凸極同步發電機的極靴外形39
2.5 定子正弦磁動勢在均勻氣隙內所産生的磁場41
2.6 氣隙磁場正弦分布時三相感應電動機空載時的轉子磁場43
2.7 綫電流在氣隙中所産生的磁場45
2.8 具有鐵磁邊界時泊鬆方程的解法51
2.9 半閉口圓形槽內載流導體所産生的磁場52
2.10 單重傅裏葉級數法——變壓器的漏磁場和漏抗56
2.11 用雙重傅裏葉級數法求解泊鬆方程62
小結65
參考文獻66

第3章 時變電磁場的基本理論68
3.1 靜止介質中的麥剋斯韋方程68
3.2 渦流方程和波動方程72
3.3 時變電磁場中的電磁位74
3.4 似恒電磁場的分界麵條件80
3.5 似恒電磁場的定解條件83
3.6 時變電磁場的能量及其轉化84
3.7 運動介質中的電磁場方程87
小結88
參考文獻89

第4章 似恒電磁場的解析解法91
4.1 錶麵有正弦磁場激勵時半無限大導體內的電磁場91
4.2 薄長金屬闆中的正弦電磁場93
4.3 矩形開口槽內導體通有正弦電流時的集膚效應99
4.4 槽內空心載流導體中的電流集膚效應105
4.5 疊片鐵心的片間渦流108
4.6 處於二維正弦磁場中矩形導體內的渦流和渦流損耗113
4.7 圓形半閉口槽內導條通有正弦電流時的集膚效應119
4.8 用疊加法計算渦流損耗122
4.9 隱極交流電機的氣隙磁場和能量流傳126
4.10 錶麵突加階躍磁場時半無限大導體內磁場的建立132
4.11 薄長鋼片中恒定磁場的建立和衰減134
4.12 矩形實心鐵心中恒定磁場的建立和衰減138
小結141
參考文獻142

第5章 電磁場問題的數值解法——有限差分法144
5.1 差分、差商和截斷誤差144
5.2 二維拉普拉斯方程的差分離散148
5.3 電樞開槽時氣隙磁場的分布152
5.4 泊鬆方程和準泊鬆方程的差分離散154
5.5 直流電機負載時的非綫性磁場157
5.6 正弦渦流方程的差分離散162
5.7 瞬態渦流方程的差分離散163
小結167
參考文獻167

第6章 二維磁場問題的有限元解法169
6.1 有限單元法的基本思想和實施步驟169
6.2 變分法初步170
6.3 二維泊鬆方程混閤邊值問題的變分錶述175
6.4 單元剖分和單元的插值函數179
6.5 泛函的離散和有限元方程的形成188
6.6 定、轉子單邊開槽時氣隙的比磁導203
6.7 槽內載流導體所生的磁場209
6.8 二維準泊鬆方程混閤邊值問題的有限元解法211
6.9 周期性邊界條件的處理214
6.10 凸極同步電機空載磁場的有限元計算218
6.11 二階三角元221
6.12 加權餘量法228
6.13 二維正弦渦流場的有限元解法231
6.14 刀形槽內導條通有正弦電流時的集膚效應237
6.15 二維非綫性渦流場的有限元解法240
小結243
參考文獻245

第7章 三維恒定和似恒電磁場的有限元解法247
7.1 三維有限元分析時常用的單元及其形狀函數247
7.2 三維恒定無鏇磁場的有限元解法252
7.3 三維恒定鏇度磁場的邊值問題259
7.4 嚮量泊鬆方程邊值問題的有限元解法263
7.5 鏇度鏇度方程邊值問題的有限元解法274
7.6 三維正弦渦流場的A，φ錶述280
7.7 A，φ法的有限元離散286
小結300
參考文獻301

第8章 交流電機內的電磁場問題304
8.1 籠型感應電動機起動時磁場和起動性能的有限元計算304
8.2 大型凸極同步電機主極和電樞磁場的波形係數310
8.3 同步發電機額定勵磁電流的有限元計算320
8.4 飽和同步電抗的有限元計算325
8.5 瞬態電抗的有限元計算330
8.6 實心轉子感應電動機的準三維分析344
8.7 汽輪發電機端部磁場計算簡介355
參考文獻359
附錄363
附錄A 嚮量分析公式363
附錄B 恒定和似恒電磁場邊值問題的唯一性364

精彩書摘

　　不隨時間而變化的電流稱為恒定電流，在恒定電流周圍將形成恒定磁場（亦稱為靜態磁場）。電機內的許多電磁場問題（例如氣隙磁場，不計集膚效應時槽內載流導體所生的漏磁場，變壓器一次和二次繞組的漏磁場等），都可以作為恒定磁場問題來研究。
　　本章首先說明恒定磁場的基本方程，然後根據場的不同類型，先引入標量磁位，再引入嚮量磁位，並導齣其所滿足的微分方程；接著討論恒定磁場的分界麵條件；最後對恒定磁場問題的定解條件作一簡介，對直流電感作一簡單說明。
　　1.1 恒定磁場的基本方程
　　恒定磁場的特點是，磁場在空間的分布是恒定的，不隨時間而變化，因此磁場不會産生感應電場，於是磁場和電場可以分彆加以研究。
　　恒定磁場的大小和分布，可以用磁感應強度B（亦稱磁通密度）或磁場強度H來描述。實驗證明，在恒定磁場中，磁場強度D遵守安培環路定律；磁感應強度B遵守磁通連續性定律。下麵對這兩條定律作一簡要說明。

前言/序言

　　關於電機電磁場方麵的著作，國內已齣版過幾本，但是多數屬於專著；有的篇幅較大，有的內容較深，且絕大多數已經不再齣版。為瞭研究生的教學需要，有必要編寫一本篇幅和深度適中，兼顧基本理論和實際應用的教材。本書就是為瞭滿足這一需要而編寫的。
　　本書的特點是：
　　1.對恒定和似恒電磁場的基本理論，包括基本方程和各種電磁位的導齣，邊值問題的唯一性和求解方法，有較為完整的闡述。這些內容，無論對解析解法還是數值解法，都是一個基礎，所以很重要。
　　2.對電機中很多經典問題的解析解法，進行瞭詳細的說明；包括控製方程和邊界條件的確定，采用哪種方法求解，特解和通解的得齣，任意常數的確定等，使讀者在解決其他類似問題時有所遵循。
　　3.對恒定和似恒電磁場的數值解法，包括網格剖分、插值函數的建立，控製方程和有關泛函的離散，第一類邊界條件和周期性邊界條件的引入，差分或有限元方程組的建立和求解等，作齣瞭較為詳細的推導和說明，使讀者對有限元法和有限差分法的建立和實施，有一個清晰而具體的瞭解。
　　4.用數值法對電機內許多局部的磁場問題（槽內磁場，氣隙磁場等），以及定、轉子橫截麵內的整體磁場分布進行瞭計算，使讀者初步熟悉計及磁飽和與集膚效應時，激磁電流、雜散損耗、穩態和瞬態時的各個電抗及其飽和值，以及運行性能的計算方法。

好的，這是一本關於《現代集成電路設計與仿真技術》的圖書簡介： --- 圖書名稱：現代集成電路設計與仿真技術 圖書簡介 本書旨在係統、深入地探討現代集成電路（IC）設計領域的核心理論、前沿技術與實踐應用。隨著半導體工藝的飛速發展和係統集成度的不斷提高，對高效、低功耗、高性能集成電路的需求日益迫切。本書立足於當前主流的CMOS工藝平颱，全麵覆蓋瞭從器件物理基礎到係統級設計的完整流程，尤其側重於設計方法學、先進封裝技術以及仿真驗證的精細化處理。 全書內容結構嚴謹，邏輯清晰，旨在為電子工程、微電子學、通信工程等相關專業的本科高年級學生、研究生以及一綫IC設計工程師提供一本兼具理論深度與工程實用性的參考手冊。 第一部分：集成電路基礎與器件物理 本部分是理解現代IC設計的基石。首先，我們迴顧瞭半導體PN結、MOS晶體管的基本原理，重點分析瞭深亞微米及納米尺度下晶體管的短溝道效應、亞閾值導通等非理想現象及其對電路性能的影響。隨後，詳細闡述瞭先進CMOS工藝（如FinFET、SOI等）的物理特性和工藝變遷對電路設計範式帶來的挑戰與機遇。我們不僅關注瞭器件的靜態特性，更深入探討瞭動態特性，如溝道電荷模型、載流子遷移率模型，為後續的電路仿真和優化奠定堅實的物理基礎。此外，對噪聲、寄生參數提取（如RLC效應）的機理進行瞭詳盡的解析，強調瞭在高速、高頻設計中不可忽視的物理層限製。 第二部分：模擬集成電路設計 模擬電路是許多核心功能（如傳感器接口、射頻收發機、電源管理）的實現關鍵。本書詳細剖析瞭多類經典模擬模塊的設計與優化策略。 在基礎放大器設計方麵，本書超越瞭傳統的兩級運放結構，深入研究瞭摺疊式、共源共柵、以及采用新型補償技術的寬帶高速運放設計。對於關鍵性能指標，如增益帶寬積（GBW）、相位裕度（PM）、失調電壓（Mismatch）和瞬態響應，均給齣瞭詳細的數學推導和設計流程指導。 數據轉換器（ADC/DAC）是本書的重點之一。針對高速、高精度應用，我們全麵對比瞭流水綫（Pipelined）、Sigma-Delta（ΣΔ）以及SAR等架構的優缺點。在DAC設計中，重點分析瞭開關誤差、匹配誤差的統計分布及其對有效位數（ENOB）的影響，並介紹瞭DWA（動態單元匹配）等先進校準技術。在ADC部分，詳細講解瞭采樣保持電路的設計、量化噪聲的塑形（Noise Shaping）技術，以及針對特定應用場景（如醫療影像、無綫通信）的優化方案。 此外，本部分還專門設立章節討論瞭鎖相環（PLL）和延遲鎖定環（DLL）的原理與設計。從環路濾波器設計、VCO/DCO的選型與綫性化，到鑒相器（PD）的選擇，再到先進的抖動（Jitter）分析與抑製技術，為射頻和高速數字接口提供瞭關鍵的參考時鍾解決方案。 第三部分：數字集成電路設計與低功耗技術 數字電路設計越來越關注工藝節點的縮小帶來的功耗挑戰。本書采用自底嚮上（Bottom-up）和自頂嚮下（Top-down）相結閤的視角來闡述數字設計。 在標準單元庫和時序分析部分，詳細介紹瞭標準單元的結構、功耗模型（動態功耗與短路功耗）以及關鍵的互連延遲模型（如Elmore延遲模型）。對於靜態時序分析（STA），本書深入剖析瞭建立時間（Setup Time）、保持時間（Hold Time）裕量的計算、時鍾樹綜閤（CTS）的優化目標（如時鍾偏差Skew和時鍾峰度Peak-to-Peak Jitter的控製），並強調瞭多角分析（Multi-corner Analysis）的重要性。 針對低功耗設計，本書係統地介紹瞭各種層次的功耗管理技術。在邏輯門級，討論瞭門控時鍾、亞閾值偏置（Subthreshold Biasing）；在寄存器傳輸級（RTL），深入探討瞭電源門控（Power Gating）和多電壓域設計（Multi-Voltage Domains）。同時，對動態電壓和頻率調節（DVFS）的工作原理及其在係統級功耗優化中的應用進行瞭詳盡的案例分析。 第四部分：集成電路仿真、驗證與布局布綫 沒有精確的仿真和完備的驗證，任何設計都無法成功流片。本部分聚焦於設計流程中的關鍵工程實踐。 在仿真技術方麵，我們詳細介紹瞭SPICE級仿真器的原理、參數提取過程（特彆是寄生參數的精確建模），以及濛特卡洛分析在應對工藝角變化中的應用。對於大型電路，書中介紹瞭快速電路仿真技術（如電路級簡化模型）的應用場景。 驗證方法學是現代IC設計的核心競爭力。本書重點講解瞭形式驗證（Formal Verification）在等價性檢查（Equivalence Checking）和屬性檢查中的應用，以及基於覆蓋率（Coverage-driven）的仿真驗證方法。對於混閤信號電路，則探討瞭係統級模型（如Verilog-A/AMS）與SPICE模型的協同仿真策略。 物理設計方麵，本書涵蓋瞭從綜閤（Synthesis）到版圖（Layout）的關鍵步驟。特彆是針對高精度模擬電路，詳細闡述瞭版圖設計規則（DRC）、寄生參數敏感性分析以及匹配技術（如共質心、打靶技術等），強調瞭版圖對電路性能的決定性影響。 總結 《現代集成電路設計與仿真技術》旨在彌閤理論知識與工程實踐之間的鴻溝。通過對先進工藝、復雜架構和精細化仿真的深入探討，讀者將能夠掌握構建下一代高性能、高集成度IC所需的全麵技能。本書的案例分析均來源於實際工程問題，確保瞭內容的權威性和指導性。 ---

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度確實令人印象深刻，它不僅僅停留在公式的堆砌，更注重對物理圖像的構建和深刻理解。我尤其欣賞作者在處理邊界條件和求解方法上的細緻入微。很多其他教材在講解麥剋斯韋方程組的求解時往往一筆帶過，而這本書卻詳細闡述瞭有限元法、邊界元法等數值計算方法的適用場景和具體步驟，這對於希望從事計算電磁學研究的學生來說，簡直是寶貴的資源。每章末尾設置的思考題和習題，難度梯度把握得恰到好處，從基礎的驗證性計算到復雜的參數優化設計都有涵蓋。我嘗試做瞭其中幾道稍微復雜的習題，發現需要將前幾章的知識點融會貫通纔能得齣滿意的答案，這充分體現瞭教材的綜閤性和係統性。總而言之，這本書的學術水準非常高，適閤有一定基礎，並希望在電機電磁場領域深耕的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在職工程師，因為工作需要重新接觸電機設計領域的電磁兼容性問題，所以挑選瞭這本教材來提升自己的理論水平。這本書的實用性確實超齣瞭我的預期。它非常注重從實際工程需求齣發來講解理論，比如在討論渦流損耗時，不僅給齣瞭理論計算公式，還結閤瞭不同頻率下的實際影響和抑製措施，這一點對於工程人員來說至關重要。書中所采用的許多計算案例，其參數設置都非常貼近工業標準，使得我們很容易地將書本知識遷移到實際産品開發中。有一點我特彆欣賞，那就是作者在講解一些新興技術，如永磁電機的高速特性分析時，也給齣瞭詳細的電磁場分析方法，這顯示瞭編者緊跟時代發展的步伐。如果說有什麼可以改進的地方，或許是增加一些更前沿的仿真軟件操作示例，以配閤理論分析的學習會更加完美。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常樸實、嚴謹，沒有太多華麗的辭藻，一切都以科學的準確性為準繩。閱讀過程中，我感覺自己仿佛置身於一個精心設計的實驗室，每一步推導都像是在進行一次嚴謹的實驗驗證。作者對基本假設的陳述極其審慎，比如在討論感應電動勢時，對“準靜態”這一概念的界定就非常清晰，避免瞭初學者産生混淆。書中對“場”和“路”兩個概念的辨析也做得十分到位，使得讀者能夠清晰地認識到在不同分析精度下應選擇何種模型。此外，書中對於單位製和物理量的量綱分析貫穿始終，這種嚴謹的學術態度，對於培養未來科研人員的科學素養具有潛移默化的積極作用。總而言之，這是一部值得反復研讀的經典教材，它的價值絕非隻是一本應付考試的工具書，而是一部能夠提升讀者科學思維深度和廣度的優秀著作。

評分☆☆☆☆☆

作為一名正在準備考研復試的本科畢業生，我購買這本書的初衷是想係統梳理一下電機電磁場的基礎知識，希望能找到一本既全麵又不失深度的參考書。這本書在“磁路與磁場”這一章節的講解尤為齣色，它沒有迴避理想化模型與實際情況之間的差異，而是清晰地指齣瞭在非綫性鐵磁材料存在下的處理技巧和近似方法，這在很多本科教材中是缺失的。另外，書中對不同類型電機（如同步機、異步機、直流電機）的瞬態分析部分，采用瞭統一的電磁場理論框架進行建模，使得不同電機之間的聯係更加清晰，避免瞭知識點的碎片化。雖然某些涉及到高階微分方程的部分閱讀起來需要多花些時間反復咀嚼，但不得不說，一旦理解瞭其中的物理內涵，對後續學習高頻電磁理論也會有極大的幫助。這本書更像是一位經驗豐富的老教授在旁邊耐心指導，而不是冷冰冰的知識羅列。

評分☆☆☆☆☆

這本書拿到手的時候，就被它厚實的質感和嚴謹的封麵設計吸引瞭。內頁的紙張質量也相當不錯，摸起來光滑且不易反光，長時間閱讀起來眼睛也不會覺得疲勞。我特地翻閱瞭幾頁目錄和前言，感覺作者的編寫思路非常清晰，從基礎的電磁理論講起，層層遞進，逐步深入到復雜的電機係統分析。特彆是對於那些初次接觸這個領域的學生來說，這種循序漸進的教學方式無疑是極大的福音。書中大量的圖錶和示意圖，使得抽象的物理概念變得直觀易懂，這對於理解電磁場的復雜分布至關重要。我注意到書中還穿插瞭一些工程實例的分析，這不僅能幫助我們理解理論知識的實際應用價值，也為將來的科研或工作打下瞭堅實的基礎。整體來看，這本書的裝幀和排版都體現齣一種專業性和匠心，讓人有信心投入時間去深入研讀。

評分☆☆☆☆☆

買來是上課用的，你說好不好呢

評分☆☆☆☆☆

看見有貨就立馬下單瞭，第二天送到，不錯

評分☆☆☆☆☆

超級經典的教材，電機設計方麵必讀

評分☆☆☆☆☆

和以往的湯老師的書大體相同。但是內容少瞭一些。做教科書比原來那本更閤適一些。但是希望能齣一些更簡單的。更實用一些的。

評分☆☆☆☆☆

需要很強的理論知識纔能搞懂，適閤學過電磁場的

評分☆☆☆☆☆

讀書是一種充實人生的藝術。沒有書的人生就像空心的竹子一樣，空洞無物。書本是人生最大的財富。猶太人讓孩子們親吻塗有蜂蜜的書本，是為瞭讓他們記住：書本是甜的，要讓甜蜜充滿人生就要讀書。讀書是一本人生最難得的存摺，一點一滴地積纍，你會發現自己是世界上最富有的人。 　 讀書是一種感悟人生的藝術。讀杜甫的詩使人感悟人生的辛酸，讀李白的詩使人領悟官場的腐敗，讀魯迅的文章使人認清社會的黑暗，讀巴金的文章使人感到未來的希望。每一本書都是一個朋友，教會我們如何去看待人生。讀書是人生的一門最不缺少的功課，閱讀書籍，感悟人生，助我們走好人生的每一步。 　 書是燈，讀書照亮瞭前麵的路；書是橋，讀書接通瞭彼此的岸；書是帆，讀書推動瞭人生的船。讀書是一門人生的藝術，因為讀書，人生纔更精彩！ 讀書，是好事；讀大量的書，更值得稱贊。 讀書是一種享受生活的藝術。五柳先生“好讀書，不求甚解，每有會意，便欣然忘食”。當你枯燥煩悶，讀書能使你心情愉悅；當你迷茫惆悵時，讀書能平靜你的 心，讓你看清前路；當你心情愉快時，讀書能讓你發現身邊更多美好的事物，讓你更加享受生活。讀書是一種最美麗的享受。“書中自有黃金屋，書中自有顔如 玉。” 　 一位叫亞剋敦的英國人，他的書齋裏雜亂的堆滿瞭各科各類的圖書，而且每本書上都有著手跡。讀到這裏是不是有一種敬佩

評分☆☆☆☆☆

好書,送貨超快，昨晚下的單，今早上就收到瞭，頂

評分☆☆☆☆☆

比較適閤做研究生教材用，難度比老版的有所降低

評分☆☆☆☆☆

《電機電磁場的分析與計算》共8章，內容分成四部分。第一部分（第1章和第3章）主要闡明恒定磁場和似恒電磁場的基本理論，包括電磁場的基本方程和分界麵條件、定解條件的建立，各種電磁位的引入等。第二部分（第2章和第4章）說明恒定和似恒電磁場的解析解法，並用電機中的一係列典型問題說明幾種主要的求解方法及其求解步驟。第三部分（第5章、第6章和第7章）說明數值解法（有限單元法和有限差分法）的理論基礎和實施，並用電機中的一些具體例子說明其應用。第四部分（第8章）是有限單元法在解決交流電機的一些整機性的實際電磁場問題中的應用，其中許多內容是作者所領導的課題組在多年的科研工作中所取得的研究成果。