“十三五”普通高等教育规划教材 电磁场（第三版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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薛太林，吝伶艳，田俊梅 著

图书标签:

• 电磁场
• 电磁学
• 物理学
• 高等教育
• 规划教材
• 大学教材
• 第三版
• 电磁理论
• 电磁学基础
• 物理

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787519805036

版次：3

商品编码：12173367

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：胶版纸

页数：296

字数：450000

正文语种：中文

内容简介

《“十三五”普通高等教育规划教材 电磁场（第三版）》为“十三五”普通高等教育规划教材。
本书根据高等学校工科电气工程及其自动化类学科《电磁场理论》课程的教学大纲而编写。全书共分10章，内容包括矢量分析与场论基础、静电场的基本概念、静电场的计算问题、恒定电场、恒定磁场、边值问题的求解、ANSOFT MAXWELL软件在电磁场中的应用、时变电磁场、平面电磁波、波导与谐振腔、均匀传输线。
本书注重基本概念、基本规律和基本分析计算方法，同时重视工程实践问题的处理；并且适当兼顾了强电和弱电专业的要求；精心配备例题和习题；每章都有小结，更偏于使用者学习和复习；附录中增设本课程涉及的专业名词中英文对照，有助于使用者查阅相关的外文资料。

作者简介

薛太林山西大学电子系教授，主讲《电磁场》、《电磁场与电磁波》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》等课程，主编《21世纪高等学校规划教材 电磁场》《普通高等教育“十二五”规划教材 电磁场（第二版）》，分别于2006年、2011年在我社出版。

目录

前言
第一版前言
第二版前言

第1章 矢量分析和场论基础
1.1 矢量分析基础
1.2 场的等值面和矢量线
1.3 标量场的方向导数和梯度
1.4 矢量场的通量和散度
1.5 矢量场的环量和旋度
1.6 常用公式
习题

第2章 静电场的基本概念
2.1 库仑定律和电场强度
2.2 电位和电位差
2.3 真空中的高斯定律
2.4 等位面、等位线和电场强度线
2.5 静电场中的导体和电介质
2.6 电位移矢量和介质中的高斯定律
2.7 静电场的基本方程
2.8 不同介电媒质分界面上的边界条件
本章小结
习题

第3章 静电场的计算问题
3.1 静电场解的唯一性定理
3.2 镜像法
3.3 电轴法
3.4 电容器及电容的计算
3.5 静电场的能量和力
3.6 多导体系统和部分电容
3.7 架空地线的作用
本章小结
习题

第4章 恒定电场
4.1 电流密度和电动势
4.2 电流连续性
4.3 恒定电场的基本方程和边界条件
4.4 恒定电场与静电场的相似对比
4.5 深埋球形接地极和点源
4.6 线源和深埋管形接地极
4.7 浅埋接地极
4.8 接地极附近的跨步电压
4.9 接地极在电力系统中的应用
本章小结
习题

第5章 恒定磁场
5.1 安培力定律和磁感应强度
5.2 磁通和磁通的连续性原理
5.3 安培环路定律
5.4 磁偶极子的磁场
5.5 物质的磁化和磁场强度
5.6 恒定磁场的基本方程和边界条件
5.7 标量磁位
5.8 磁场中的镜像法
5.9 矢量磁位
5.10 电感及其计算
5.11 磁场能量及磁场力
5.12 圆形线圈任一点周围的磁场
5.13 输电线附近的磁场
本章小结
习题

第6章 边值问题的求解
6.1 位场的边值问题
6.2 分离变量法
6.3 有限差分法
6.4 有限元法
6.5 Ansoft Maxwell在电磁场中的应用

第7章 时变电磁场
7.1 全电流定律
7.2 电磁感应定律
7.3 时变电磁场基本方程组
7.4 时变电磁场中的边界条件和解的唯一性
7.5 电磁场的能量和能量传播、坡印亭矢量
7.6 电磁场方程和坡印亭矢量的相量形式
7.7 时变电磁场中的动态位
7.8 电磁辐射
本章小结
习题

第8章 平面电磁波
8.1 理想介质中的均匀平面波
8.2 均匀平面波的一般形式和极化
8.3 均匀平面波的反射和折射
8.4 导电媒质中的均匀平面波
8.5 硅钢片中的涡流
8.6 集肤效应、电磁屏蔽、邻近效应
本章小结
习题

第9章 波导与谐振腔
9.1 导行电磁波的分类
9.2 矩形波导
9.3 波导中的能量传输和损耗
9.4 谐振腔
本章小结
习题

第10章 均匀传输线
10.1 无损耗均匀传输线的微分方程
10.2 无损耗均匀传输线的传播特性
10.3 无损耗均匀传输线方程的正弦稳态解
10.4 无损耗均匀传输线中波的反射和透射
10.5 无损耗均匀传输线的入端阻抗
10.6 无损耗均匀传输线的阻抗匹配
10.7 有损耗均匀传输线
本章小结
习题
附录一 电磁量的符号和单位
附录二 电磁材料的参数和物理常数
附录三 电磁场专业名词中英对照
参考文献

电磁场：基础、应用与前沿 一、 历史的沉淀与理论的基石 电磁场，作为物理学中最核心、最迷人的领域之一，其发展历程本身就是一部波澜壮阔的科学史诗。从早期的静电和静磁现象的零散观察，到法拉第的感应实验，再到麦克斯韦方程组的横空出世，最终由赫兹验证电磁波的存在，每一个里程碑式的突破都极大地拓展了人类的认知边界。这些奠基性的理论，如同巍峨的山峦，构成了现代物理学的骨架，也为我们理解和改造世界提供了强大的思想武器。 静电学，是电磁场理论的起点。它研究的是电荷在不动的状态下产生的相互作用。库仑定律以严谨的数学形式，揭示了电荷之间作用力的大小与距离平方成反比，与电荷量的乘积成正比。在此基础上，我们进一步探讨电场强度、电势、高斯定理等概念。电场强度描述了电荷在空间中产生的力的性质，而电势则是一种能量的度量，它能更直观地反映电荷在电场中移动时的能量变化。高斯定理则是一个强大的工具，能够简化许多对称性问题的计算，它将电场通量与所包围的电荷量联系起来，体现了场量与源量的内在联系。 静磁学，则将我们的目光转向了永恒的运动——电流。奥斯特发现电流能够产生磁场，法拉第则发现了电磁感应现象，即变化的磁场能够产生感应电动势，从而引起电流。安培定律将电流与它产生的磁场联系起来，右手螺旋法则则直观地描述了它们之间的方向关系。毕奥-萨伐尔定律则能计算由特定电流分布产生的磁场。磁场的产生和性质，与电场一样，都具有其内在的规律性。 二、 麦克斯韦方程组：电磁世界的统一语言 然而，真正将电和磁的认识提升到更高层次，并揭示它们之间深刻联系的，是詹姆斯·克拉克·麦克斯韦。他通过一系列精妙的数学推导，将已有的电磁学定律整合成了一个完整的方程组，即著名的麦克斯韦方程组。这组方程不仅统一了静电学和静磁学，更重要的是，它预言了电磁波的存在，并计算出其传播速度恰好等于光速。这一惊人的发现，一举将光也纳入了电磁学的范畴，揭示了光本质上就是一种电磁波。 麦克斯韦方程组，由四个基本方程组成，它们分别是： 高斯电场定律： 描述了电场线从正电荷出发，终止于负电荷，以及电荷对电场的产生作用。 高斯磁场定律： 表明了磁单极子不存在，磁力线总是闭合的，磁场的产生总是成对出现。 法拉第电磁感应定律： 揭示了变化的磁场能够产生电场，这是发电机和变压器工作的基本原理。 安培-麦克斯韦定律： 描述了电流和变化的电场（位移电流）都能产生磁场，这是电动机和电磁波传播的根源。 这四个方程，如同四个相互关联的支点，支撑起了整个电磁场的宏伟体系。它们不仅是理论研究的基石，更是无数工程技术发明的源泉。理解麦克斯韦方程组，就是掌握了电磁世界运作的“操作系统”。 三、 从理论到实践：电磁场在现代科技中的应用 电磁场理论的深刻理解，直接催生了无数改变人类生活的科技。从宏观到微观，从通信到能源，电磁场的身影无处不在。 通信技术： 我们今天所熟知的无线通信，如广播、电视、手机通信、Wi-Fi、卫星通信等，无一不是建立在电磁波传播的原理之上。天线的设计、信号的调制与解调，都需要对电磁场的传播特性有深入的理解。从无线电波到微波，再到光纤通信中的可见光和红外光，不同的频率范围的电磁波承载着海量的信息，连接着世界的每一个角落。 能源技术： 发电机将机械能转化为电能，变压器能够高效地改变电压，都离不开电磁感应原理。电能的输送、分配和利用，都与电磁场紧密相关。磁悬浮列车利用强大的磁场实现悬浮和驱动，其核心也是电磁力的应用。 医疗与健康： 核磁共振成像（MRI）技术，利用原子核在磁场和射频脉冲作用下的共振现象，生成人体内部的高分辨率图像，为疾病诊断提供了强大的工具。X射线和伽马射线等高能电磁辐射，也被广泛应用于医疗诊断和治疗。 信息存储与处理： 硬盘驱动器利用磁性材料存储信息，其原理是改变材料的磁性状态。在更微观的层面，半导体器件中的电子和空穴的运动，也与电场和磁场相互作用息息相关，构成了现代电子信息产业的基础。 传感器与测量： 各种电磁传感器，如霍尔传感器、磁阻传感器、电容传感器等，能够将物理量的变化转化为电信号，广泛应用于工业自动化、汽车电子、家用电器等领域。 四、 深入探索：现代电磁场研究的前沿 随着科学技术的不断发展，电磁场的研究也在不断深入，并涌现出许多激动人心的新方向。 电磁波的操控与调控： 随着对电磁场与物质相互作用理解的加深，科学家们正在探索如何精确地操控电磁波，实现更精细的功能。例如，超材料（Metamaterials）作为一种人工设计的结构，能够展现出自然界物质所不具备的奇异电磁学性质，为实现负折射、完美吸波等提供了可能，甚至孕育了“隐身衣”的梦想。 微波与太赫兹技术： 随着通信带宽需求的不断增长，对更高频段的电磁波的研究和应用变得尤为重要。微波和太赫兹频段的电磁波具有独特的穿透性和信息携带能力，在通信、成像、安检、生物医学等领域展现出巨大的潜力。 纳米尺度下的电磁学： 当我们进入纳米尺度时，电磁场的行为会发生显著的变化。纳米光子学（Nanophotonics）致力于研究和利用这些纳米尺度下的光学现象，以实现更小型、更高效的光电器件，例如纳米激光器、光子晶体等。 电磁兼容性（EMC）与电磁干扰（EMI）： 随着电子设备的日益普及和复杂化，各种电子设备之间产生的电磁干扰也日益严重，影响着设备的正常工作，甚至威胁到人身安全。因此，电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）的研究变得至关重要，它关乎着电子产品的可靠性和安全性。 生物电磁学： 研究生物体与电磁场之间的相互作用，对于理解生命现象、开发新的医疗技术具有重要意义。例如，研究电磁场对细胞信号传导的影响，或者利用电磁场进行疾病的诊断和治疗。 五、 学习电磁场：理论与实践的有机结合 学习电磁场，不仅仅是记忆那些复杂的公式和定理，更重要的是理解它们背后的物理意义，并学会将理论知识应用于实际问题。这是一个既需要扎实的数学功底，又需要创新思维的过程。通过深入研究电磁场的理论基础，理解麦克斯韦方程组的精妙之处，并结合大量的实例分析和实验验证，才能真正掌握这门学科的精髓，并为未来的科学研究和技术创新打下坚实的基础。 电磁场，作为一门古老而又充满活力的学科，它不仅是理解宇宙运行规律的钥匙，更是驱动现代社会发展的强大引擎。对它的探索，永无止境，其魅力将继续吸引着一代又一代的求知者，去揭示更多的奥秘，去创造更美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

对于这本《电磁场（第三版）》，我最大的感受是它的“实战性”很强。作为一个正在准备考研的学生，我深知理论知识的扎实是基础，但更重要的是如何将这些理论运用到解决实际问题中去。这本书在这方面做得相当出色。在讲解完一些核心概念后，书中往往会紧接着给出大量的例题，而且这些例题的难度和类型都覆盖得比较广，从基本的概念应用题，到稍微复杂一点的工程应用场景，都涉及到了。我记得有一个关于电磁屏蔽的章节，一开始我觉得这个概念非常抽象，但书中的例题却通过一个简单的案例，比如讲解了为什么金属笼可以阻挡电磁波，并进一步引申到实际应用，比如微波炉的工作原理，让我立刻对这个理论有了更深刻的理解。而且，这些例题的解题过程都非常详细，不仅仅是给出了最终答案，而是清晰地展示了每一步的推导过程、所用到的公式以及关键的思考点。这对于我这种需要反复练习以巩固知识的学生来说，简直是“福音”。我常常在做完例题后，会自己尝试着变动一些条件，看看结果会如何，这种主动的探索，比单纯地背诵公式要有效得多。另外，书中的一些习题设计也非常巧妙，有些题目乍一看很难下手，但仔细分析后，会发现只需要运用前面学到的某个关键知识点，就能迎刃而解。这充分体现了作者在编排题目时的用心良苦。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对电磁场这个科目一直存在一种“畏难情绪”，觉得它充斥着各种复杂的数学公式和抽象的概念，难以理解。然而，《电磁场（第三版）》这本书在一定程度上改变了我的看法。它的语言风格相较于一些同类教材，更加“亲民”一些，没有那么多的学术腔调。作者在引入一些复杂的概念时，会尽量使用通俗易懂的语言进行解释，并且会穿插一些生活中的例子来辅助说明。例如，在讲到麦克斯韦方程组的时候，作者并没有直接给出四大方程，而是先从法拉第定律和安培定律的不足之处入手，逐步引出电位移的概念，然后才 J.J.Thomson 提出修改后的安培定律，最终引出完整的麦克斯韦方程组。这种“由浅入深”的讲解方式，让我觉得理解起来没有那么吃力。书中的数学推导也处理得比较细致，很多关键步骤都会给出详细的说明，甚至会指出一些容易出错的地方。这对于我这种数学基础相对薄弱的学生来说，无疑是巨大的福音。我不需要花费大量的时间去猜测作者的思路，而是可以更专注于理解电磁场本身的物理意义。总的来说，这本书在理论深度和易理解性之间找到了一个很好的平衡点，让我在学习过程中，能够感受到知识的乐趣，而不是单纯的“受虐”。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对“第三版”这个标注比较敏感的读者，我通常会关注教材的更新和进步。在这本《电磁场（第三版）》中，我确实看到了一些比我之前接触过的版本更与时俱进的内容。虽然我无法逐条列举出所有更新的细节，但整体上能感受到作者在力求将最新的研究成果和发展趋势融入教材之中。比如，在涉及到电磁波的传播和应用部分，我感觉增加了一些与现代通信技术、遥感技术等相关联的案例分析，这让我觉得学习这门课不仅仅是为了应付考试，更是为了了解我们所处的世界是如何被电磁现象深刻影响的。此外，我也注意到书中在一些细节的表述上，比如一些公式的符号约定、术语的定义等方面，都更加规范和严谨。这对于我们这些初学者来说，能够帮助我们建立起一个更加准确和统一的认知框架，避免日后在深入学习时产生混淆。同时，我也能感觉到作者在优化教学方法上的一些努力，比如在某些章节引入了更具启发性的思考题，或者在一些难点问题上提供了多种不同的解题思路。总的来说，这本书在我看来，是一本既有深厚学术底蕴，又能紧跟时代步伐的教材，它在一定程度上满足了我对一本优秀“十三五”规划教材的期待。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《电磁场（第三版）》的时候，我其实心里是有点打鼓的。毕竟，大学时期的电磁场简直是我的一块心病，各种公式推导、矢量运算，常常让我头昏脑胀，几次差点挂科。所以，这次抱着“救赎”的目的，也带着一丝对“十三五”普通高等教育规划教材的期待，我翻开了它。第一章内容就直奔主题，从最基础的电荷、电场概念讲起，循序渐进，这一点我很喜欢。它没有上来就甩一堆我看不懂的符号，而是用相对直观的语言和图示，试图一点点地建立起概念。比如，对于电场线和等势面的讲解，我发现作者用了不少类比，像水流的示意图，让我更容易理解电场线的方向和疏密程度所代表的含义。而且，书中穿插了一些历史背景的介绍，比如高斯定律是如何被发现的，法拉第的贡献等等，这不仅仅是知识点，更像是给枯燥的理论注入了生命力，让我觉得这些抽象的概念背后，是有着人类智慧不断探索的痕迹的。这种方式，让我在学习的时候，不会觉得孤立无援，仿佛有一个经验丰富的老师在旁边，耐心引导着我。我尤其欣赏的是，书中在介绍每一个新的概念或定理时，都会首先回顾一下前面学过的知识，然后指出新知识与旧知识之间的联系，这种“承上启下”的处理方式，极大地帮助我梳理了知识体系，避免了“断层”的感觉。

评分☆☆☆☆☆

从我个人的学习习惯来看，我更喜欢那种结构清晰、逻辑性强的教材。《电磁场（第三版）》在这方面无疑给了我很大的惊喜。整体来看，这本书的章节划分非常合理，每个章节的主题都非常明确，不会出现内容“跑偏”的情况。从静电场到静磁场，再到电磁感应和电磁波，内容的递进关系非常顺畅，仿佛在讲述一个完整的故事。我特别欣赏作者在章节开头的“本章目标”设置，这能让我一开始就对本章要学习的内容有个整体的把握，知道自己学完后应该掌握哪些知识点。而且，在每个小节的结尾，作者都会有一个“小结”的部分，提炼出本节的核心概念和公式，这对于我这种容易走神的人来说，是很好的“锚点”，能够及时地将我的思绪拉回到主线上来。此外，书中的插图和图表运用得非常恰当，它们并非简单的装饰，而是起到了非常重要的辅助说明作用。比如，在讲解矢量微积分时，书中就用了大量的三维坐标系和向量箭头图，让原本抽象的数学运算变得直观易懂。我尤其喜欢那些表示电场分布或磁感线走向的图，它们让那些看不见的场“具象化”了”，给我带来了巨大的帮助。这种精心设计的排版和图示，大大降低了学习的难度，也提高了学习效率。