工程电磁场

1、第一篇 工程电磁场数值分析的数理基础,第一讲 电磁场的特性及其数学模型,. 电磁场的数学模型,（）根据构造数学模型的数学方法：,数学模型的分类,微分方程模型,积分方程模型,优化模型,控制论模型,第一讲 电磁场的特性及其数学模型,. 电磁场的数学模型,数学模型的分类,第一讲 电磁场的特性及其数学模型,（）根据变量的特征分类：,确定性模型,随机模型,（）根据问题的变化情况：,连续性模型,离散性模型,（）其他分类：,. 电磁场的数学模型,数学模型的分类,第一讲 电磁场的特性及其数学模型,线性模型,非线性模型,静态模型,动态模型,. 电磁场的。

2、工程电磁场的应用 磁悬浮列车,2012043407 黄建明,磁悬浮技术是起源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。,磁悬浮技术概述,1922年，德国工程师赫尔曼肯佩尔首次考虑电磁悬浮铁路。 1934年，赫尔曼肯佩尔获得制造磁悬浮铁路的基本专利。 1935年，赫尔曼肯佩尔运用试验模型证实了磁悬浮。

3、第一部分 静电场,场的基本性质,场量,有源场,无旋场,等 效,边界条件,(分界面上无自由面电荷),折射定理,1V/m=1N/C,电场强度,电位移矢量,电位,高斯定理的应用-求对称电荷分布的场强分布 利用高斯定理的解题步骤： 、对称分析； 、选择合适的高斯面，求高斯定理等式左端的通量；求高斯定理等式右端的面内总电荷；（要求面上场强处处相等或分片相等或与面垂直，以便将 提到积分号外； 要求场强与面的法线的夹角处处相等或分片相等，以便将cos提到积分号外； 要求高斯面应是简单的几何面，以便计算面积） 、利用高斯定理求电场分布。,无限 长柱。

4、2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,1,工程电磁场 王泽忠,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,2,联系方式： 13910121351, 51971426 wzzh1960yahoo.cn,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,3,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,4,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,5,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,6,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,7,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,8,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工程学院,9,2018/10/27,华北电力大学电气与电子工。

5、第一章 矢量分析,知识脉络:,如速度、电磁场等.,场： 物理量在时空中的确定分布. 标量场：物理量是一个标量，则所确定的场称为标量场，用标量函数表示为 如物体的温度分布T(r,t)、电位分布(r,t)等 矢量场：物理量是一个矢量，则所确定的场称为矢量场，用矢量函数表示 既具有大小又具有方向的场。如电场,静态场：物理量不随时间变化，则所确定的场称为静态场。,动态场（或时变场）：物理量随时间变化，则所确定的场称为动态场。1.1.1 矢量的表示形式:一个矢量可以用一条有方向的线段来表示,线段的长度表示矢量的模,箭头指向表示矢量的方向.A。

6、2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,1,工程电磁场 王泽忠,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,2,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,3,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,4,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,5,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,6,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,7,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,8,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,9,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,10,2019/3/6,华北电力大学电气与电子工程学院,11,2019/3/6,华北电力。

7、工程电磁场期末总结,第一章 矢量分析和场论基础,掌握矢量的基本运算（加减、数乘、点积、叉积） 掌握标量场的方向导数和梯度、矢量场的通量和散度、矢量场的环量和旋度等的概念和计算方法,第一章 矢量分析和场论基础,掌握高斯散度定理和斯托克斯定理,第二章 静电场的基本计算,掌握几种特殊情况下电场强度的计算公式掌握电位（电位差）的计算方法掌握真空中（介质中）的高斯定律,第二章 静电场的基本计算,掌握静电场的基本方程掌握不同介电媒质分界面上的边界条件,且介质的构成方程 (在各向同性线性介质中),E1t= E2t,D2n- D1n=,典型例题,例。

8、电磁场复习,第一章 静电场,基本概念和基本理论, 静电场的概念,基本场量：, 静电场的基本方程,积分形式,微分形式,环路定律,高斯定律,无旋场,有散场,基本概念和基本理论, 介质的构成方程,介质的极化, 静电能量,静电能量,静电能量密度,第一章 静电场,2. 基本计算方法,（1）计算条件,介质分界面衔接条件：,介质和导体分界面边界条件：, 场量表示, 电位表示, 场量表示, 电位表示,第一章 静电场,2. 基本计算方法,（2）计算方法,a) 四种计算静电场分布的方法, 在无限大各向同性线性均匀介质中，由场-源关系式计算；, 间接计算方法： 镜像法、电轴。

9、工程电磁场在电力系统中的应用【摘要】：现代大量应用的电力设备和发电机、变压器等都与电磁感应作用有紧密联系。由于这个作用。时变场中的大块导体内将产生涡流及趋肤效应。电工中感应加热、表面淬火、电磁屏蔽等，都是这些现象的直接应用。时变电磁场还可以进一步分为周期变化的交变电磁场及非周期性变化的瞬变电磁场。对它们的研究在目的上和方法上有一些各自的特点。交变电磁场在单一频率的正弦式变化下，可采用复数表示以化简计算，在电力技术及连续波分析中应用甚多。瞬变电磁场又称脉冲电磁场，覆盖的频率很宽，介质或传输系统呈现。

10、 小结 11、静电场的基础是库仑定律。静电场的基本场量是电场强度oqfE0lim真空中位于原点的点电荷 在 处引起的电荷强度rer241)(连续分布的电荷引起的电场可表示为dqro3式中的 可以是 或它dqlSV)(,)(,)(们的组合。2、电介质对电场的影响可以归结为极化后极化电荷所产生的影响。介质极化的程度用电极强度 表示PPv0lim极化电荷的体密度 和面密度 与电极化强度p间的关系分别为P和 pnpe3、静电场基本方程的积分和微分形式分别是oldEloEqsD电通量密度 0P在各向同性的线介质中xPo54、由静电场的无旋性，引入标量电位QPdlE或 在各向同性的线性均匀。

11、第一章 矢量分析,知识脉络:,1.1 标量场与矢量场,标量: 数学上：实数域内任一代数量a(-,+)物理上：代数量+物理意义；或者说一个只用大小 描述的物理量。如电压，电荷，质量，能量等,如速度、电磁场等.,场： 物理量在时空中的确定分布. 标量场：物理量是一个标量，则所确定的场称为标量场，用标量函数表示为 如物体的温度分布T(r,t)、电位分布(r,t)等 矢量场：物理量是一个矢量，则所确定的场称为矢量场，用矢量函数表示 既具有大小又具有方向的场。如电场,静态场：物理量不随时间变化，则所确定的场称为静态场。,动态场（或时变场）：物理。

12、1,第五章 电磁场边值问题的解析方法本章针对一维泊松方程在直角坐标系中讨论解析积分法。针对拉普拉斯方程，特别是二维情况，介绍了直角坐标系中的分离变量法。介绍静电场和恒定磁场中的镜像法。,2,6.1 一维泊松方程的解析积分解法静电场的电位、恒定电场电位和恒定磁场的矢量磁位都满足泊松方程。用一般函数形式表示为当位函数u 在坐标系中只随一个坐标变化时，问题可以用一维模型表示。 当右端项 f 函数表达式不复杂时，一维泊松方程一般可以用解析积分方法求解。根据问题的性质，选择合适的坐标系。,直角坐标系,如图6-1-1, 在直角坐标。

13、2019/6/19,第六章准静态电磁场,1,第六章 准静态电磁场,6-2 磁准静态场,6-3 集肤效应与邻近效应,6-4 涡流损耗与电磁屏蔽,6-5 电路定律和交流阻抗,6-1 电准静态场,当电磁场随时间变化较缓慢时，在不影响工程计算精度的前提下，忽略 或 的电磁场，称为准静态电磁场。,2019/6/19,第六章准静态电磁场,2,6-1 电准静态场,6-1-1 电准静态场（EQS）,时变电场： 有源、无旋 （同静电场）,边值问题：,标量电位：,基本方程：,当感应电场远远小于库仑电场时，B/t忽略不计，称为电准静态场,因此，电准静态场与静电场的计算方法相同。此时，E和D与场源(t)。

14、工程电磁场导论电磁场理论中“矢量分析”的一些相关知识1. 标量场和矢量场 场是一个标量或一个矢量的位置函数，即场中任一个点都有一个确定的标量或矢量。例如，在直角坐标下：标量场225(,)4 (1)()xyzxyz如温度场、电位场、高度场等；矢量场2(,)xyzxyzAee如流速场、电场、涡流场等。2. 标量场的梯度 设一个标量函数 (x， y， z)，若函数 在点 P 可微，则 在点P 沿任意方向 的方向导数为 )cos,(cs, l设 式中 , , 分别是任一方向 与 x, ),(zyxg )cos,(csle ly, z 轴的夹角 则有： 当 最大,(|lllegg 0), (lgel梯度(gradient)radzyxee式中 哈。

15、衢 州 学 院教 案课程名称： 工程电磁场 课程类型：理论课 理论、实践课 实践课总学时数： 34 周学时数： 3 授课教师： 授课年级、专业、班级： 授课学期： 至 学年第 学期教材名称： 工程电磁场导论 2016 年 9 月 10 日授课内容本课程绪论第零章 矢量分析和场的概念0.1 矢量的代数运算0.2 场的基本概念0.3 标量场的梯度教学时数 2 授课类型 课堂讲学教学目标工程电磁场课程的主要内容及其学习方法、教学及考核方法； 要求熟练掌握矢量的代数运算、场的基本概念、直角坐标系中标量场的梯度教学重点 距离矢量、点积、叉积教学难点 梯度的几。

16、一、 学习电磁场理论的重要性,二、 电磁场理论的学习要素,三、 本课程的学习内容,四、 参考书目,绪 论,下 页,返 回,(Introduction),五、 考核方式,工 程 电 磁 场,一、学习电磁场理论的重要性,3. 电磁场与人民生活密切相关；,4. 电磁场理论是后续课程的基础。,1. 电磁场理论简介；,下 页,上 页,返 回,下 页,上 页,返 回,实际生活中用到的电磁场,防静电措施避雷针； 电视天线（阻抗、极化匹配） 室内天线 公用天线 在移动通信上的应用 互联网无线接入 蓝牙技术 RF/MMIC技术 手机辐射对人体影响 高速数字电路：CPU主频达到微波频段 射频电路。

17、 工程电磁场报告 迭代法求电位分布 2010 4 2 0808190246吴鹏 工程电磁场报告 迭代法在计算电位中的应用 所谓迭代法 是一种不断用变量的旧值递推新值的过程 跟迭代法相对应的是直接法 或者称为一次解法 即一次性解决问题 迭代法又分为精确迭代和近似迭代 二分法 和 牛顿迭代法 属于近似迭代法 迭代算法是用计算机解决问题的一种基本方法 它利用计算机运算速度快 适合做重复性操作的特点 让计。

18、二、工程电磁场导论,电磁场理论中“矢量分析”的一些相关知识,1. 标量场和矢量场,场是一个标量或一个矢量的位置函数，即场中任一个点都有一个确定的标量或矢量。,例如，在直角坐标下：,标量场,矢量场,如流速场、电场、涡流场等。,2. 标量场的梯度,设一个标量函数 (x，y，z)，若函数 在点 P 可微，则 在点P 沿任意方向 的方向导数为,设,式中 , , 分别是任一方向 与 x, y, z 轴的夹角,当 ， 最大,则有：,梯度(gradient),哈密顿算子,式中,梯度的大小为该点标量函数 的最大变化率，即最大方向导数。,标量场的梯度是一个矢量，是空间坐标点的函。

19、第三章 恒 定 电 场,2,3-1 导电媒质中的恒定电场、局外电场 3-2 电流密度、欧姆定律及焦尔-楞次定律的微分形式 3-3 恒定电场的积分形式定理 3-4 媒质分界面上的边界条件 3-5 恒定电场中基本定理的微分形式与拉普拉斯方程 3-6 导电媒质中的恒定电场与电介质中静电场的比拟 3-7 接地电阻的计算,第三章 恒定电场,恒定电场也是由电荷引起的。与静电场有所不同，这些电荷对观察者来说是有相对运动的。它们虽在空间有宏观的运动，但在导电媒质中的分布情况却是不随时间而改变的。也就是场域中各处电流密度的分布是不随时间而改变的。,3,要在导线。