华北电力大学工程电磁场46讲视频

　本课程是电气与电子类专业本科生的一门技术基础课。在大学物理电磁学部分的基础上，通过本课程的学习，使学生进一步掌握宏观电磁场的基本性质、基本规律和基本计算方法。能利用电磁场的观点分析和解决电气与电子工程领域中的基本电磁问题。本课程为电气与电子类专业本科生的后续课程诸如电机学、电磁测量、电磁兼容、高电压技术、电力系统分析、电气设备、微波技术基础、天线、光纤通信等奠定理论基础，也为本科生毕业后从事科学研究和技术创新提供理论支撑。

     《电磁场》课程的基本内容可以大致分为静态电场、恒定电场、恒定磁场、准静态电磁场、时变电磁场、平面电磁波、波导、电磁辐射和均匀传输线等。传统的授课学时大约在60~70左右.与现代的通信、微波、电磁兼容、电磁防护、天线、电波传播等技术密切相关的主要是课程的后半部分即动态电磁场的内容，因此，这也是课堂教学的重点内容。

     现代信息技术的发展对高等学校电气工程领域的本科生提出了更高的要求，不仅要求学生具备电气工程领域的专业知识，而且还要求学生具备信息分析与处理、计算机软、硬件、通信技术等电子、计算机领域的专业知识。因此在课程设置上，国内很多院校的电气工程类本科专业都将专业基础课和专业课的学时数进行了不同程度的压缩。在这样的背景下，我校电气工程一级学科下的五个专业的《电磁场》课程的学时数从原来的60压缩到了48（其中含4个学时的实验）.如果按照传统的思路来安排教学内容，与现代工程应用密切相关的动态电磁场的内容就必须压缩和删减。如何在较少的学时里使学生掌握的知识不缩水成了摆在我们课程组教师面前的一个重要的、亟待解决的问题。

     从2003年开始，结合课程负责人崔翔教授与浙江大学教师合编的高等教育出版社出版《工程电磁场原理》教材的使用，针对电气工程一级学科下各个专业的特点，适应专业改革和发展的要求，课程组在教学内容的设计上突出了以下几方面的特点：

[1] 尽量减少与大学物理电磁学内容的重复；

[2] 适当减少静态场部分的教学学时数，启发引导学生多在课下阅读参考书和练习；

[3] 提高动态电磁场部分在整个课程中的学时比例。

 　　现代化多媒体教学手段和教学理念、教育思想的运用是保证上述教学方案得以实施的基础。课程组教

师开展了广泛的教学研究活动，对课程每一个章节的讲授方法和处理技巧都进行了认真地研讨，从而使上述的教学思想得以在实际教学中实现。以上的做法，确保了让学生在较少的学时（48）里，掌握工程电磁场的基本原理，了解和掌握在信息时代电气工程本科生应该具备的相对宽广的工程电磁场知识点。为了培养学生的工程实践能力，引导学生选读的反映当今工程电磁场领域新的科研成果和发展方向的工程应用专题。

     为了满足部分学生学习更深层次电磁理论及其工程应用知识的需要，因材施教开展分层次教学，在教学计划中开设了20学时的“电磁兼容的理论及应用”的专业选修课。 

知识模块顺序及对应的学时

 [1] 电磁场的数学物理基础：2学时

 [2] 静电场：12学时

 [3] 恒定电流的电场和磁场：12学时

 [4] 动态电磁场和电磁波：14学时

 [5] 习题讨论课：4学时

 [6] 实验：4学时

课程的重点、难点及解决办法

    本课程的重点内容为静电场和时变电磁场与波。

    静电场是本课程的第一部分内容。在这部分内容的学习中，学生第一次以矢量分析和数学物理方法的观点和方法来认识和分析一种矢量场，这种方法将贯穿整个课程的始终。因此，很好的理解、掌握静电场的基本内容，是掌握整个课程内容的基础。

    时变电磁场与波是本课程的最后一部分内容。通过这部分内容的学习，学生才能了解和掌握完整的电磁场的理论体系，为后续专业课的学习打下牢固的基础。另一方面，电磁波的理论是当前飞速发展的信息、通信技术的基础。学好这部分内容，是学生从事相关领域的技术开发或科研工作必不可少的。

    为了加强以上重点内容的教学，本课程组教师在课程的学时安排上就有所偏重。在教学过程中，针对电磁场抽象、难懂的特点，充分利用先进的多媒体教学手段，借助电磁场数值分析软件，形象地绘出各种实际电磁场的场图和电磁波传播的动态波形，帮助学生建立形象、直观的概念，激发学生的学习兴趣。

 　　本课程的难点是贯穿始终的矢量分析、数学物理方程、复变函数和曲线、区面积分等数学知识的运用。学生往往感到运用所学理论解题困难，为了帮助学生克服这方面的困难，教师们开展了广泛的教学交流与研讨活动，具体采取了以下的措施：

  　[1] 采用启发式教学，引导学生学会严密的逻辑思维方法，理解课程前后内容的密切联系以及分析方法和手段的相似性。通过典型问题的分析和反复举例，使学生能够触类旁通、举一反三。

  　[2] 通过介绍与课堂内容相关的工程应用知识与背景，使学生了解所学知识的实际应用价值，激发学生的学习兴趣，便不得不学为我要学。在此基础上引导学生阅读参考书，开阔思路与视野。

  　[3] 在课堂上多讲述典型的例题和习题，采用师生互动的方法，让学生参与课堂教学，及时发现在学生中普遍存在的问题，及时地加以解决。

第一章 电磁场的数学物理基础

  1.1 电磁场物理模型的构成(一)

  1.1 电磁场物理模型的构成(二)

  1.2 矢量分析（一）

  1.2 矢量分析（二）

  1.3 场论基础（一）

  1.3 场论基础（二）

  1.3 场论基础（三）

  1.4 电磁场的基本规律-----麦克斯韦方程组

第二章 静态电磁场Ⅰ:静电场

  2.1 基本方程与场的特性

  2.2 自由空间的电场（一）

  2.2 自由空间的电场（二）

  2.2 自由空间的电场（三）

  2.3 导体与电介质

  2.4 电介质中的电场（一）

  2.4 电介质中的电场（二）

  2.5 边值问题（一）

  2.5 边值问题（二）

  2.5 边值问题（三）

  2.5 边值问题（四）

  2.5 边值问题（五）

  2.6 镜像法（一）

  2.6 镜像法（二）

  2.6 镜像法（三）

  2.7 电容和部分电容（一）

  2.7 电容和部分电容（二）

  2.7 电容和部分电容（三）

  2.8 电场能量

  2.9 电场力

第三章 静态电磁场Ⅱ:恒定电场和恒定磁场

  3.1 恒定电场的基本方程和场的特性（一）

  3.1 恒定电场的基本方程和场的特性（一）

  3.2 恒定电场与静电场的比拟

  3.3 恒定磁场的基本方程与场的特性

  3.4 自由空间中的磁场计算（一）

  3.4 自由空间中的磁场计算（二）

  3.4 自由空间中的磁场计算（三）

  3.4 自由空间中的磁场计算（四）

  3.5 媒质中的磁场（一）

  3.5 媒质中的磁场（二）

  3.5 媒质中的磁场（三）

  3.6 电感（一）

  3.6 电感（二）

  3.7 磁场能量

  3.8 计算磁场力的虚位移法

第四章 准静态电磁场

  4.1 准静态电磁场（一）

  4.1 准静态电磁场（二）

  4.3 集肤效应与集肤深度

  4.4 涡流及其应用

第五章 动态电磁场与电磁波

  5.1 动态电磁场

  5.2 坡印亭定理（一）

  5.2 坡印亭定理（二）

  5.3 电磁位（一）

  5.3 电磁位（二）

  5.4 电磁辐射（一）

  5.4 电磁辐射（二）

  5.4 电磁辐射（三）

  5.5 理想介质中的均匀平面电磁波（一）

  5.5 理想介质中的均匀平面电磁波（二）

  5.5 理想介质中的均匀平面电磁波（三）

  5.6 均匀电磁波的反射与折射（一）

  5.6 均匀电磁波的反射与折射（二）

  5.6 均匀电磁波的反射与折射（三）

  5.6 均匀电磁波的反射与折射（四）

  5.6 均匀电磁波的反射与折射（三）

  5.7 琼斯矢量和琼斯矩阵（二）

  5.8 有损媒质中的均匀平面电磁波

01 第1章 电磁场的数学物理基础

02 第2章 静电场1

03 第2章 静电场2

04 第3章 恒定电场和恒定磁场1

05 第3章 恒定电场和恒定磁场2

06 第3章 恒定电场和恒定磁场3

07 第5章 动态电磁场与电磁波1

08 第5章 动态电磁场与电磁波2

09 教案 绪论 第一章 电磁场的数学物理基础

10 教案 第二章 静态电磁场I：静电场

11 教案 第三章 静态电磁场II：恒定电流的电场和磁场

12 教案 第四章 准静态电磁场

13 教案 第五章 动态电磁场与电磁波

14 工程电磁场基础实验指导书

15 工程电磁场选做实验指导书

16 工程电磁场课程教学大纲