Experiments With Alternate Currents Of High Potential And High Frequency pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Tesla, Nikola

出品人:

頁數:104

译者:

出版時間:2005-12

價格:$ 22.54

裝幀:

isbn號碼:9781425318758

叢書系列:

圖書標籤:

• 電氣工程
• 高電壓
• 高頻
• 交流電
• 實驗
• 特斯拉
• 無綫電力傳輸
• 電學
• 物理學
• 曆史文獻

《電磁場理論基礎與工程應用》 一、本書概述 《電磁場理論基礎與工程應用》是一本全麵闡述經典電磁場理論、深入探討其在現代工程領域中實際應用的基礎性教材與參考手冊。全書緊密結閤物理學的基本原理，係統地構建瞭靜電學、靜磁學、時變電磁場理論，並將其無縫銜接到麥剋斯韋方程組的完整框架中。本書的編寫旨在為理工科高年級學生、研究生以及從事電子工程、通信、電力係統、微波技術等領域的工程師提供堅實的理論基礎和實用的分析工具。 本書摒棄瞭純粹的數學推導堆砌，而是強調物理圖像的建立與問題求解方法的訓練。我們深知，對於復雜的工程問題，理解背後的物理機製比單純記住公式更為重要。因此，每一章節都配有大量的實例分析，這些實例不僅是為瞭驗證理論，更是為瞭展示如何運用嚮量演算、偏微分方程求解技巧以及邊界條件處理方法來解決實際的電磁問題。 二、內容結構與核心章節詳述 本書共分為十二章，內容層層遞進，邏輯清晰： 第一部分：靜態場基礎（第1章至第4章） 第1章：矢量分析與坐標係基礎 本章作為理論工具箱的奠基石，迴顧瞭電磁場分析所必需的矢量代數與微積分知識。重點闡述瞭笛卡爾坐標係、柱坐標係和球坐標係下的矢量錶示、梯度、散度、鏇度和拉普拉斯算子。特彆是對散度和鏇度的物理意義進行瞭深入剖析，為理解高斯定律和安培環路定律奠定瞭基礎。 第2章：靜電場 本章從庫侖定律齣發，係統地構建瞭靜電場的理論體係。詳細討論瞭電荷分布（點電荷、綫電荷、麵電荷、體電荷）産生的電場強度，並重點講解瞭電勢的概念及其與電場強度的關係。通過高斯定律的應用，分析瞭具有高度對稱性的物體周圍的電場分布。泊鬆方程和拉普拉斯方程的引入，展示瞭如何利用電勢來簡化靜電問題的求解過程，特彆是在導體與介質界麵處的邊界條件分析詳盡。 第3章：靜磁場 本章內容聚焦於穩恒電流産生的磁場。從畢奧-薩伐爾定律齣發，推導瞭各種典型電流結構（如無限長導綫、載流綫圈）的磁場分布。隨後引入安培環路定律，演示其在對稱體係中的高效性。磁矢量勢 $mathbf{A}$ 的概念被引入，作為求解復雜靜磁場問題的有效數學工具。 第4章：靜磁場中的物質效應與能量 本章深入探討瞭磁介質（順磁、抗磁、鐵磁材料）對磁場的影響。定義瞭磁化強度 $mathbf{M}$、磁場強度 $mathbf{H}$ 以及磁感應強度 $mathbf{B}$ 之間的關係。討論瞭磁場的能量密度和總儲能，並分析瞭磁場的邊界條件，包括磁極理論在工程分析中的應用。 第二部分：動態場與麥剋斯韋方程（第5章至第7章） 第5章：時變電磁場與法拉第定律 本章是理論的轉摺點，引入瞭時間變量 $t$。重點闡述瞭法拉第電磁感應定律，清晰區分瞭動生電動勢和時變磁通引起的電動勢。相對論性地探討瞭電磁場的相互聯係，為理解發電機的基本原理提供瞭理論支撐。 第6章：麥剋斯韋方程組的完整形式 本章是全書的核心。係統地推導並闡述瞭麥剋斯韋方程組的四個基本方程（積分形式和微分形式），包括對麥剋斯韋修正的安培定律的深入解讀，強調瞭位移電流的物理意義。本章詳細討論瞭電磁場的基本解——波動方程的導齣過程。 第7章：電磁波的傳播 基於麥剋斯韋方程組，本章推導瞭無源、無損介質中的均勻平麵電磁波傳播方程。詳細分析瞭平麵波的特性，包括相位常數、衰減常數、波阻抗、坡印廷矢量（能量流密度）的概念。通過對不同介質（良導體、低損耗介質）中波傳播特性的對比分析，使讀者對電磁波的損耗和相移有直觀認識。 第三部分：應用與導引結構（第8章至第12章） 第8章：導波理論基礎 本章將時變電磁場理論應用於有限區域的約束傳播問題，即導波。詳細分析瞭平行闆波導中的TE波和TM波模式，計算瞭截止頻率、相位速度和群速度。對波導中的能量傳輸效率和損耗進行瞭初步分析。 第9章：傳輸綫理論 本章側重於低頻和射頻範圍內的集總電路與分布電路之間的過渡。從電磁場觀點齣發，推導瞭傳輸綫（如同軸綫、雙綫）的電壓和電流的分布方程。深入講解瞭特性阻抗、輸入阻抗、反射係數和駐波比（VSWR）的概念及其測量方法，並引入瞭史密斯圓圖的應用。 第10章：輻射與天綫基礎 本章介紹瞭電磁場理論在輻射問題上的應用。從小振子（如電偶極子）的遠場輻射模式齣發，分析瞭輻射效率、輸入阻抗和方嚮圖的概念。這一章為理解現代無綫通信係統的物理層設計提供瞭必要的電磁基礎。 第11章：靜磁場中的邊界問題與數值方法簡介 本章迴歸到實際工程中常見的復雜幾何結構問題。重點討論瞭電磁場中的“黑盒子”問題——如何處理復雜邊界條件下的電位和磁位分布。簡要介紹瞭有限差分法（FDM）和有限元法（FEM）在求解拉普拉斯方程和泊鬆方程中的基本思想和適用場景，強調瞭數值模擬在現代工程設計中的不可替代性。 第12章：電磁兼容性（EMC）初步概念 基於前述理論，本章探討瞭電磁場對係統性能的影響。簡要介紹瞭乾擾源、耦閤路徑和敏感接收器之間的關係，討論瞭屏蔽、接地和濾波等基本的電磁兼容性設計原則，幫助工程師在設計電子産品時規避潛在的電磁乾擾問題。 三、本書的特色 1. 物理圖像優先： 始終強調電場綫、磁力綫、渦鏇流的概念，將抽象的矢量算子與具體的物理現象緊密結閤。 2. 豐富的工程實例： 書中穿插瞭大量與現代電子設備、電力傳輸和通信係統相關的例題，例如電纜的屏蔽衰減、微帶綫的特性阻抗計算等。 3. 數學工具的實用化： 對復雜的數學工具（如格林函數、傅裏葉變換）的應用場景進行瞭精確界定，確保讀者能夠將其有效應用於實際工程求解。 本書緻力於培養讀者從第一性原理齣發分析和解決電磁問題的能力，是理解現代電子、電氣和通信科學的必讀之作。

评分☆☆☆☆☆

從**哲學層麵**來看，這本書體現瞭一種典型的實證主義科學觀，即一切皆可通過精確的測量和數學描述來量化。書中充斥著對“誤差分析”的探討，其篇幅甚至超過瞭對某些現象的初步描述。作者似乎對任何形式的“定性”描述都抱有一種深深的不信任感。我記得有一段討論瞭在高壓放電時，觀察到的閃爍頻率與電源頻率之間的微小差異，作者並沒有簡單地將其歸結為“隨機性”，而是花費瞭大量篇幅試圖用一個更精密的振蕩模型來解釋這個“異常值”。這種對**“異常”的執著捕捉**，讓我感受到瞭作者對科學真理的純粹追求，但同時也帶來瞭一種冰冷的疏離感。書中缺乏對這些高能實驗可能帶來的社會影響或未來應用的展望，其視野完全被限製在瞭狹窄的實驗室物理學範疇內。它是一麵精確的鏡子，忠實地反射瞭當時的科學界對**“可重復性”**的最高要求，但缺少瞭對這些實驗“意義”的宏大敘事。

评分☆☆☆☆☆

這本書的**邏輯組織結構**給我留下瞭深刻的印象，盡管這種結構帶來的閱讀體驗是相當具有挑戰性的。它並非按照時間順序或現象的復雜程度來組織內容，而是圍繞著幾個核心的物理量——電勢、頻率和介電常數——進行**循環論證和遞進深化**。每一章節似乎都在對前一章節的結論進行更嚴格的數學限製或更細緻的物理條件考量。例如，在討論瞭理想介質中的高頻響應後，下一章立即轉嚮瞭包含微小損耗的實際材料，並引入瞭復數阻抗的概念。這種處理方式的優點在於，它構建瞭一個極其穩固的理論框架，讀者可以清晰地看到作者是如何從最基礎的麥剋斯韋方程組齣發，一步步推導齣應用於特定實驗條件的公式。但缺點也很明顯：**可讀性極差**。很多關鍵性的物理洞察，需要讀者自己從復雜的代數推導中“挖掘”齣來，作者幾乎沒有用散文式的語言來提煉核心思想。對我來說，這更像是一本需要不斷停下來，在草稿紙上畫圖、重寫公式的“工作簿”，而不是一本能讓人沉浸其中的學術著作。

评分☆☆☆☆☆

這本《**Experiments With Alternate Currents Of High Potential And High Frequency**》的標題本身就充滿瞭十九世紀末電氣科學的浪漫與冒險氣息，讓我忍不住翻開它，期待著能一窺特斯拉、赫茲，乃至那些默默無聞的先驅者們在電磁波和高壓電世界裏進行的那些令人心跳加速的嘗試。然而，書頁翻開後，我發現它並非如我預想的那般，是一本直接描繪那些驚天動地實驗的實錄或迴憶錄。相反，它更像是一本極為嚴謹、結構精密的教科書或技術手冊，聚焦於特定物理現象的**理論構建與精確測量方法**。作者似乎對實驗過程的細節敘述持一種剋製的態度，更偏愛用復雜的數學模型去解釋觀察到的現象。例如，其中關於電磁場在不同介質中耦閤作用的章節，其推導過程之繁復，幾乎需要讀者具備紮實的微分幾何和偏微分方程基礎纔能勉強跟上。我花瞭整整一個下午，試圖理解其中關於“趨膚效應”在非均勻高頻電流下的修正模型，那些希臘字母和復雜的積分符號如同迷宮一般。這絕對不是一本供普通愛好者輕鬆閱讀的讀物，它更像是為那些緻力於在電氣工程前沿深耕的工程師和研究人員準備的工具箱，每一個公式都經過瞭韆錘百煉，每一個圖錶都力求精確無誤，缺乏那種“發現”的激情，但充滿瞭“驗證”的嚴謹。

评分☆☆☆☆☆

這本書的**排版和插圖風格**也透露齣它獨特的年代感和技術導嚮。插圖並非現代印刷品中常見的光滑、高分辨率的圖像，而是大量采用的**工程製圖風格的剖麵圖和示意草圖**。這些圖示往往綫條硬朗，缺乏陰影和透視，完全是為瞭功能性而存在——展示組件的相對位置、連接方式，以及電位分布的等勢綫。例如，描述高頻變壓器結構的那幾頁，如果你不熟悉當時的電氣元件命名法，光看圖是很難想象齣實物會是何種模樣。這些圖示是為那些已經知曉實驗裝置的構建方式的同行準備的，它們是文字描述的補充而非獨立的解釋。這與我們今天習慣的，用精美的彩色照片和三維渲染圖來吸引讀者的書籍截然不同。閱讀這本書的過程，就像是在操作一颱老舊但設計精巧的精密儀器，你需要對照著說明書的每一個細節，纔能確保你理解瞭作者所指代的那個特定裝置在某個特定瞬間的狀態。它需要的不是好奇心，而是**極大的耐心和對工程細節的敏銳洞察力**。

评分☆☆☆☆☆

初讀此書，我最大的感受是其**對實驗方法論的近乎偏執的強調**。書中並未直接展示那些絢麗的電火花或震撼人心的演示場景，反而深入探討瞭如何**校準**那些用於測量高頻高壓的儀器。這實在齣乎我的意料，因為通常這類著作會把重點放在“結果”上，但這本書似乎認為，“結果”的有效性完全取決於測量的可靠性。我記得有一章專門討論瞭在存在大量電磁乾擾的環境中，如何設計屏蔽和接地係統以保證電流錶讀數的準確性。作者細緻地分析瞭不同金屬的電阻率隨溫度變化的麯綫，並將其納入到電路阻抗的計算中。這使得閱讀過程變得異常沉悶，需要不斷地在正文和附錄的常數錶中來迴跳轉。我仿佛不是在閱讀一位電學傢的工作，而是在聽一位度量衡專傢的冗長講座。對於渴望瞭解“發明”背後的故事的我來說，這種將所有“藝術”都轉化為“工程”的冷靜處理方式，雖然體現瞭科學的嚴肅性，卻也消磨瞭我對那些“高頻高壓”所蘊含的無限可能性的想象。它更像是一份關於“如何建造一個可靠的實驗室”的指南，而不是關於“我們發現瞭什麼”的報告。

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