工程电磁场(复习)

2019-09-02 14:19

复习

I 基本概念和理论

(1) 何谓标量场?何谓矢量场?

(2) “?”算符的微分特性和矢量特性?

(3) 标量场u的梯度在直角坐标系的计算表达式

(4) 库伦定律、电场强度是怎样定义的?其物理意义如何?

(5) 散度定理、斯托克斯定理,直角坐标系下如何计算一个矢量的散度、旋度? (6) 电位的定义式和它的物理意义。电位和电场强度之间的积分和微分关系。 (7) 什麽是介质的极化?介质极化的影响怎样用等效极化电荷的分布来表示? (8) 电位移矢量是怎样定义的?它的物理意义? (9) 特别注意泊松方程和拉普拉斯方程的适用范围。

(10) 从唯一性定理来理解:按照间接求解方法来计算静电场问题,为什麽要特别强调有效区域问题? (11) 静电场中的电位函数及其其定义。

(12) 静电场空间中,在不同的导电媒质交界面上,边界条件

(13) 恒定电场中的几种媒质分界面边界条件与静电场中有何不同? (14) 电流连续性方程的积分形式和微分形式。 (15) 电场强度能量密度的数学表达式。

(16) 毕奥---沙阀定律的应用条件?磁场计算能否运用叠加原理?

(17) 正确理解安培环路定律的涵义,运用其积分形式求解磁场问题切实注意积分路径的选择。 (18) 为什麽要引入矢量磁位?其定义式如何?

(19) 什麽是媒质的磁化?媒质磁化的影响怎样用等效磁化电流的分布来表示? (20) 正确认识电、磁场的分布和电、磁场能量的分布之间的关系。

(21) 正确理解Maxwell方程组中各个方程的物理意义,深刻认识电场和磁场之间相互依存、相互制约、不

可分割,而成为一个整体的两个方面。

(22) 磁场强度密度的数学表达式。 (23) 位移电流的定义。

(24) 全电流是指哪几种电流?

(25) 坡印廷定理和坡印廷矢量的物理意义是什麽?瞬时值坡印廷矢量、复数坡印廷矢量以及平均坡印廷矢

量的表达形式是什麽?

(26) 场矢量的瞬时值形式与复数形式相互转换。

(27) 深刻理解动态位解答所揭示的时变电磁场的波动性,以及场点电场、磁场的场量滞后于波源变化的推

迟性。

?R?(28) 如何看待时空组合变量?t??所描述的波动?

?v?(29) 电能是如何沿着输电导线传播的?

(30) 什麽叫均匀平面电磁波?它的主要特征是什麽? (31) 均匀平面电磁波在理想介质中的传播特性? (32) 均匀平面电磁波在导电媒质中的传播特性? (33) 均匀平面波波阻抗概念。

(34) 圆极化波是由两个同频同方向传播,而且极化方向垂直的线极化波合成,则它们的振幅和相位差满足

的条件是什么?

(35) 根据平面电磁波电场强度的表达式,确定平面波的传播方向和极化方式。 (36) 电场强度和磁场强度的波动方程。 2. Maxwell方程组

积分形式 微分形式

??lH?dl???E?dS??S?D?dS ??H?Jc??D

S?t?t?lE?dl???S?B?B ?dS ??E???t?t?SB?dS?0 ??B?0 ?SD?dS?q ??D??

明了各基本方程的意义,方程的基本特点。

3. 导出静态场的基本方程

微分形式:

??H?Jc ??E?0

积分形式:

??Jc?0

??B?0 ??D?? ??E?0

?lH?dl??SJc?dS??I ?lE?dl?0 ?lE?dl?0 ?SB?dS?0 ?SD?dS?q ?SJc?dS?0

4. 正弦电磁场中微分形式Maxwell方程组的相量表达式

??J?c?j?D? ??H???j?B? ??E??0 ??B? ??D??5. 媒质的影响

D??0E?P, B??0?H?M?, J?J?E?,

各向同性、线性媒质

D??0?rE??E,B??0?rH??H, J??E

7. 媒质分界面衔接条件

en?(H2?H1)?K

en?(E2?E1)?0 en?(B2?B1)?0 en?(D2?D1)??

应用矢量形式

8. 波动特性和能量传输

(1)动态位波动方程和动态位解答:

?2?????2??t22??A2, ?A??????Jc ??2??tR?R???????r,t??Jc?r,t??1?v?v?????? , ?(r,t)?dVAr,T??dV? ?V??V4??R4?R 动态位解答的波动特点,推迟效应,似稳条件

(2)坡印廷定律和坡印廷矢量:

???E?H??dS??Sd?We?Wm???VJ?EdV dt1T??0?E?H?dt T

s?E?H , sav(3)电磁场能量密度

在各向同性、线性媒质中

???m??E?D?B?H??E2??H2 ????e121212129. 均匀平面电磁波的传播

II 基本计算问题 1. 关于场的计算

(1)无限大介质空间已知电荷分布,依据库仑定律和电场强度定义式,推求介质中的电场分布。 (2)场分布有一定的对称性

① 已知电荷或者假定电荷分布,求D: 运用高斯定理-----选择恰当的高斯面;

② 已知电流分布或者电流分布,求H: 运用安培环路定律-----选择恰当的积分循环路径; ③ 已知变化的磁场分布,求感应电场(不考虑感应电场的影响):运用电磁感应定律,(如同运用安培

环路定律一样)选择恰当的积分路径。

(3)计算电场的一维边值问题

① 建立电位的微分方程;

② 建立所需的边界条件和媒质分界面衔接条件; ③ 求解边值问题。

(4)间接求解方法

① 镜像法 ② 电轴法 ③ 等效条件 (5)E、?关系,已知E求?:分区域求解,采用积分计算 ? 已知?求E:采用微分计算

Q?r???PE?r??dl,注意参考点的选择。

E?r??????r?

2. 求参数C、G、L、M;求We、?e、Wm、?m;

求正弦均匀平面电磁波的参数、场量E、H的瞬时表达式或相量表达式。

3. 典型计算题

第1章 场函数的梯度、散度、旋度的运算和高阶微分运算;

牢记直角坐标下场函数梯度、散度、旋度的计算公式和计算方法,其他坐标系下不必记公式,但有了公式必须会计算。作业题:1-2、1-6

第2章 例题:2-1、2-3、2-4、2-8、2-9、2-15、2-18;作业题;2-3、2-21、2-30 第3章 例题:3-1、3-2、3-3、3-4、3-11、3-19、3-20、3-23; 第4章 例题:4-1、4-2、4-3;作业题:4-1、4-5;

第5章 例题:5-2、5-3、5-6、5-7;作业题;5-1、5-2、5-3、5-5、5-6、5-7、5-8


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