电机学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

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出品人:

页数:339

译者:

出版时间:2010-1

价格:35.00元

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isbn号码:9787512301184

丛书系列:

图书标签:

• 电机学
• 电力系统
• 电机控制
• 电气工程
• 电磁场
• 高等教育
• 理工科
• 电机原理
• 电力拖动
• 电气设备

深入理解电磁场的奥秘：经典电磁学导论 本书主题： 本书是一部关于经典电磁学的综合性教材，旨在为物理学、工程学以及相关交叉学科的学生提供坚实的理论基础和深刻的物理洞察。我们专注于对麦克斯韦方程组的系统性阐述、电磁波的传播机制、电磁场与物质的相互作用，以及电磁学的基本应用，力求在保持数学严谨性的同时，清晰地揭示电磁现象背后的物理图像。 内容概述： 第一部分：静电场与静磁场的基础 (Foundations of Electrostatics and Magnetostatics) 本书伊始，我们将从电荷的基本性质和库仑定律出发，构建静电场的理论框架。 库仑定律与电场强度： 详细讨论点电荷、电荷分布所产生的电场。引入矢量微积分中的散度和旋度概念，阐述电场的有源性（源于电荷）。 高斯定律的威力： 深入探讨高斯定律在计算具有高度对称性电荷分布产生的电场中的强大应用。我们将通过球对称、柱对称和平面对称的例子，展示如何利用这一定律简化复杂的电磁学问题。 电势与电势能： 定义标量电势，推导电场与电势之间的关系（$mathbf{E} = - abla V$）。讨论等势面，并分析保守场中电荷移动所做的功和电势能的概念。 导体在静电场中的行为： 阐述导体静平衡的条件，内部电场为零的物理原因，以及导体表面的电荷分布与电场的关系。引入静电屏蔽现象。 电容与介质： 介绍平行板电容器等典型结构的电容计算。核心内容是对电介质的深入分析，包括极化现象、束缚电荷的产生，以及引入电位移矢量 ($mathbf{D}$) 来简化含介质环境下的高斯定律 ($ abla cdot mathbf{D} = ho_{free}$)。 毕奥-萨伐尔定律与安培定律： 从载流导线开始，过渡到磁场。详细推导毕奥-萨伐尔定律，用以计算各种电流分布产生的磁场。随后，通过对安培定律（$ abla imes mathbf{B} = mu_0 mathbf{J}$）的应用，解决长直导线、螺线管等常见电流模型的磁场分布问题。 磁矢量位与磁荷的缺失： 引入磁矢量位 ($mathbf{A}$)，并阐述其与磁场的关系 ($mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$)，同时强调磁单极子在宏观世界中不存在的实验事实（$ abla cdot mathbf{B} = 0$）。 第二部分：电磁感应与麦克斯韦方程组的统一 (Electromagnetic Induction and the Synthesis of Maxwell’s Equations) 本部分是全书的理论核心，关注时变场及其对经典物理学的革命性影响。 法拉第电磁感应定律： 详尽讲解磁通量的概念，以及时变磁场如何产生感应电动势和涡旋电场（$ abla imes mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t}$）。探讨楞次定律的物理意义。 磁介质与磁化： 分析磁性材料的本质，包括顺磁、抗磁和铁磁现象。引入磁化强度 ($mathbf{M}$)，并导出在磁化介质中描述磁场的磁场强度 ($mathbf{H}$)，从而得到适用于所有情况的安培-麦克斯韦定律。 麦克斯韦方程组的完整形式： 在前述分析的基础上，系统地整合四个基本方程（高斯电定律、高斯磁定律、法拉第定律、安培-麦克斯韦定律）的微分和积分形式。特别强调麦克斯韦引入的位移电流项 ($mu_0 epsilon_0 frac{partial mathbf{E}}{partial t}$)，它是连接电场和磁场变化的桥梁，是电磁波理论的基石。 能量、动量与边界条件： 探讨电磁场中的能量密度（坡印廷矢量 $mathbf{S}$）和动量，描述能量如何在场中传输。最后，推导出电场和磁场在不同介质界面上必须满足的八条重要的边界条件，这些条件是解决实际问题的关键工具。 第三部分：电磁波的传播与辐射 (Propagation and Radiation of Electromagnetic Waves) 基于麦克斯韦方程组，本部分将自然地引出电磁波的预测、性质及其在真空和介质中的行为。 平面电磁波： 从无源、无束缚电荷的均匀介质中的麦克斯韦方程组出发，推导出波动方程。深入分析横波特性，得出电场、磁场和传播方向相互垂直的结论。 相速、群速与波阻抗： 定义电磁波的波长、频率、相位常数和波数。计算电磁波在真空中的速度 $c = 1/sqrt{mu_0 epsilon_0}$。分析波在非磁性、非导电介质（如电介质）中的传播特性，特别是波的传播速度（相速）和能量传播速度（群速）。引入介质的特性阻抗。 电磁波的反射与折射： 详细分析平面电磁波在两种介质界面上的行为。系统推导菲涅耳公式，分别处理垂直极化波（TE）和水平极化波（TM）的反射系数和透射系数，讨论全反射现象。 导波与波导管基础： 简要介绍电磁波在受限结构中的传播，如平行板波导或矩形波导。讲解模式（TE、TM、TEM）的概念，截止频率的物理意义，以及波导作为电磁能量传输线的特性。 辐射理论初步： 探讨加速电荷的辐射问题。从一个最简单的模型——电偶极子辐射——入手，推导其在远场区域的辐射功率和方向图。这部分内容为理解天线理论奠定了基础。 本书特色与教学理念： 本书强调物理图像优先于纯粹的数学推导。在引入复杂的矢量分析工具（如散度定理、斯托克斯定理）时，我们始终将其与具体的物理过程（如电荷汇聚、磁通量变化）紧密联系起来。习题设计涵盖了从基础概念检验到复杂工程近似问题的多个层次，旨在培养读者运用电磁理论解决实际问题的能力。通过严谨的数学推导和丰富的物理直觉引导，我们致力于揭示电磁学作为统一物理理论的优雅与深刻。本书适合作为物理、电子、通信、材料科学等专业本科高年级或研究生阶段的教材及参考书。

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