高清PDF《工程电磁场(第9版)》清华版双语教学用书(美)威廉姆 H.哈特、袁建生.pdf

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内容简介:
本书系统论述了工程电磁场的理论及其分析方法,首先介绍了电磁场中所用到的数学基础一矢量分析,然后分五章介绍静电场,包括电场的定义(库仑定律)、场与源的关系即电场强度与电荷的关系(高斯定理)、电场能量与电场做功(电位的定义)、静电场的两种材料(导体与质)、电场范畴的元件(电容)。其后关于恒定磁场的论述也包含这五个方面的内容,只不过仅划分成两章,包括磁场的定义(毕奥-萨伐尔定律)、场与源的关系(安培环路定律)、磁场能与磁场力、磁材料、磁场范畴的元件(电感与互感)。磁场中还包含一部分内容:磁路。在介绍了非时变、各自独立的电场与磁场之后,讨论时变电磁场,即电场与磁场相互耦合、相互为源,先介绍变化的磁场产生电场的现象与定量关系(法拉第电磁感应定律),然后介绍变化的电场产生磁场的现象(位移电流与全电流定律),在此基础上结合两种现象与矢量函数的特性等,给出描述时变电磁场特性的麦克斯韦方程组;并进一步介绍可表征麦克斯韦方程组的位函数及其满足的方程。在介绍完电磁场的基本特性后,插入一章介于电磁场与电路原理知识之间的内容传输线。后面四章内容都属于高频时变电磁场的场特性分析与应用特性。
本书适合作为高校电气与电子信息类专业本科生与研究生的基本教材。

内容目录:

第1章、矢量分析1
1.1标量和矢量1
1.2矢量代数2
1.3直角坐标系3
1.4矢量的分量与单位矢量5
1.5矢量场8
1.6点乘8
1.7叉乘11
1.8其他坐标系:圆柱坐标14
1.9球坐标系18
参考文献22
习题22
第2章 库仑定律和电场强度26
2.1库仑实验定律26
2.2电场强度29
2.3连续体电荷分布的场33
2.4线电荷的场36
2.5面电荷的场39
2.6场线和场图41
参考文献44
习题44
第3章电通量密度、高斯定理和散度48
3.1电通量密度48

3.2高斯定理52
3.3高斯定理的应用:几种对称电荷分布56
3.4微分形式的高斯定理:散度61
3.5散度定理67
参考文献71
习题71
第4章能量和电位76
4.1电场中移动一个点电荷消耗的能量77
4.2线积分78
4.3电位差和电位的定义83
4.4点电荷的电位场85
4.5电荷系统的电位场:保守特性87
4.6电位梯度91
4.7电偶极子96
4.8静电场的能量101
参考文献105
习题106
第5章导体和电介质111
5.1电流和电流密度112
5.2电流的连续性113
5.3金属导体116
5.4导体的特性与边界条件121
5.5镜像法126
5.6半导体128
5.7电介质材料的性质129
5.8理想介质材料的边界条件135
参考文献139
习题140

第6章电容145
6.1电容的定义145
6.2平行板电容器147
6.3几个电容例题149
6.4双导线的电容152
6.5二维问题中用电场图估算电容156
6.6泊松和拉普拉斯方程162
6.7拉普拉斯方程求解例题~164
6.8泊松方程求解例题:p-n结电容171
参考文献174
习题175
第7章恒定磁场182
7.1毕奥-萨伐尔定律182
7.2安培环路定律190
7.3旋度197
7.4斯托克斯定理204
7.5磁通和磁通密度209
7.6标量和矢量磁位212
7.7恒定磁场定律的推导219
参考文献225
习题225
第8章磁场力、材料和电感232
8.1运动电荷所受的力232
8.2微电流元所受的力234

8.3两个微电流元之间的力238
8.4闭合电路所受的力和力矩240
8.5磁材料的性质246
8.6磁化和磁导率249
8.7磁边界条件254
8.8磁路257
8.9磁能与磁材料所受的力263
8.10电感与互感265
参考文献272
习题272
第9章时变场与麦克斯韦方程组279
9.1法拉第定律279
9.2位移电流286
9.3麦克斯韦方程组的点(或微分)形式290
9.4麦克斯韦方程组的积分形式292
9.5推迟位294
参考文献298
习题298
第10章传输线303
10.1传输线传输的物理描述304
10.2传输线方程306
10.3无损传输308
10.4正弦电压的无损传输311
10.5正弦波的复数分析方法313
10.6相量形式的传输线方程及其解315
10.7低损耗传输317
10.8功率传输和损耗特性描述的分贝应用319

10.9不连续处的波反射322
10.10电压驻波比325
10.11有限长传输线329
10.12几个传输线实例332
10.13图解法:史密斯图336
10.14暂态分析347
参考文献360
习题360
第11章均匀平面波369
11.1自由空间中的波传播369
11.2电介质中的波传播377
11.3坡印廷定理和波功率386
11.4良导体中的传播389
11.5波的极化396
参考文献403
习题403
第12章平面波的反射与色散409
12.1垂直入射时均匀平面波的反射409
12.2驻波比416
12.3多个界面的波反射420
12.4一般方向的平面波传播428
12.5斜入射时平面波的反射431
12.6斜入射波的全反射与全透射437
12.7色散媒质中的波传播440
12.8色散煤质中的脉冲变宽现象446
参考文献450
习题451
第13章导波456
13.1传输线场与基本参数456

13.2基本波导工作原理466
13.3平行板波导中的平面波分析470
13.4用波方程进行平行板波导分析479
13.5矩形波导482
13.6平面介质波导493
13.7光纤500
参考文献509
习题510
第14章电磁辐射与天线515
14.1基本辐射原理:赫兹偶极子515
14.2天线描述参数521
14.3磁偶极子527
14.4细导线天线529
14.5二元阵列天线537
14.6均匀线性阵列天线541
14.7接收天线545
参考文献552
习题552
附录A矢量分析557
A.1一般曲线坐标557
A.2一般曲线坐标下的散度、梯度和旋度558
A.3矢量恒等式560
附录B单位561
附录C材料常数566

附录D唯一性定理569
附录E复介电常数的根源571
附录F奇数号习题答案578

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