工程電磁場/工業和信息化部“十二五”規劃教材·21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材 [Engineering Electromagnetic Fields] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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高燕琴，侯利潔，劉天野，溫廷敦 著，許麗萍，薛銳 編

圖書標籤:

• 電磁場
• 工程電磁場
• 電氣工程
• 自動化
• 高等教育
• 教材
• 規劃教材
• 電磁理論
• 工業和信息化部
• 21世紀規劃教材

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115367884

版次：1

商品編碼：11611047

包裝：平裝

叢書名： 工業和信息化部“十二五”規劃教材 ，

外文名稱：Engineering Electromagnetic Fields

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙

頁數：298

字數：482000

內容簡介

　　《工程電磁場/工業和信息化部“十二五”規劃教材·21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材》是工業和信息化部“十二五”規劃教材。
　　《工程電磁場/工業和信息化部“十二五”規劃教材·21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材》體現瞭麵嚮工程的電磁場內容體係，係統地介紹瞭工程電磁場的基本理論及相關應用。主要包括矢量分析與場論基礎、靜電場、恒定電場、恒定電流的磁場、時變電磁場、電磁場邊值問題的基本解法、電磁場的能量及能量轉換與守恒定律、平麵電磁波的傳播以及電路參數計算原理、電氣工程巾典型的電磁場問題等。書中配置瞭大量例題，便於讀者練習和加深理解。
　　《工程電磁場/工業和信息化部“十二五”規劃教材·21世紀高等院校電氣工程與自動化規劃教材》可作為普通高等學校電氣工程及其自動化和其他與電磁場相關專業的本科生教材，也可供相關專業研究生、教師或其他人員參考。

作者簡介

　　　　許麗萍，1982年大學畢業到中北大學（原太原機械學院），1993~1996年在希臘留學、2007年在美國作高級訪問學者。長期從事物理學、工程電磁場的教學與研究，具有豐富的教學實踐經驗。

內頁插圖

目錄

第1章 矢量分析與場論基礎
1.1 標量與矢量
1.1.1 標量與矢量
1.1.2 矢量在直角坐標係中的錶示
1.2 矢量的代數運算
1.2.1 矢量的加減法
1.2.2 矢量的乘法
1.3 標量場與矢量場
1.3.1 標量場的等值麵方程
1.3.2 矢量場的矢量綫方程
1.3.3 源點與場點
1.4 標量場的梯度
1.4.1 方嚮導數
1.4.2 標量場的梯度
1.5 矢量場的散度
1.5.1 矢量場的通量
1.5.2 散度定理
1.5.3 矢量場的散度
1.6 矢量場的鏇度
1.6.1 矢量場的環量
1.6.2 斯托剋斯定理
1.6.3 矢量場的鏇度
1.6.4 無鏇場與無散場
1.7 格林定理與亥姆霍茲定理
1.7.1 標量格林定理
1.7.2 矢量格林定理
1.7.3 亥姆霍茲定理
1.8 三種常用坐標係
1.8.1 度量係數
1.8.2 哈密頓算符、梯度、散度、鏇度及拉普拉斯算符在正交麯綫坐標係下的一般錶達式
1.8.3 直角坐標係
1.8.4 柱坐標係
1.8.5 球坐標係
習題

第2章 靜電場
2.1 庫侖定律與電場強度
2.1.1 電荷與電荷分布
2.1.2 庫侖定律
2.1.3 電場強度
2.2 靜電場的有散性-高斯定理
2.2.1 高斯定理的微分形式-靜電場的散度
2.2.2 高斯定理的積分形式-高斯通量定理
2.3 靜電場的無鏇性-環路定理
2.3.1 電位的引入
2.3.2 環路定理
2.3.3 電位及電場強度
2.3.4 電場綫和等位麵
2.4 電偶極子
2.4.1 電偶極子的電位與電場
2.4.2 電偶極子的場圖
2.5 靜電場中的導體和電介質
2.5.1 靜電場中的導體
2.5.2 靜電場中的電介質-介質的極化
2.5.3 介質極化形成的電偶極子産生的電位與電場
2.6 電位移矢量D及用D錶示的相關定理
2.6.1 電介質中的高斯定理
2.6.2 介電常數
2.7 靜電場基本方程與分界麵條件
2.7.1 靜電場的基本方程
2.7.2 介質的分界麵條件
2.8 邊值問題
2.8.1 泛定方程-泊鬆方程與拉普拉斯方程
2.8.2 定解條件-邊界條件
2.8.3 靜電場的唯一性定理
習題

第3章 恒定電場
3.1 導電介質中的電流強度和電流密度
3.1.1 電流強度
3.1.2 電流密度
3.1.3 電流密度與電場強度的關係-歐姆定律的微分形式
3.2 電動勢與局外場強
3.2.1 局外場
3.2.2 電動勢
3.3 恒定電場的基本方程
3.3.1 恒定電場的電流連續性方程
3.3.2 恒定電場的基本方程
3.3.3 導電介質中的自由電荷分布
3.3.4 恒定電場的求解
3.4 導電介質的分界麵銜接條件
3.4.1 不同導電介質分界麵銜接條件
3.4.2 介質分界麵的兩種特殊情況
3.4.3 導電介質分界麵積纍自由電荷
3.5 恒定電流場的邊值問題
3.5.1 恒定電流場的基本方程
3.5.2 外邊界麵上的邊界條件
3.6 恒定電場與靜電場比擬
3.7 跨步電壓
習題

第4章 恒定電流的磁場
4.1 磁感應強度
4.1.1 安培定律與磁感應強度
4.1.2 畢奧-薩伐爾定律
4.1.3 磁感綫
4.1.4 洛侖茲力
4.2 磁通連續性定理與安培環路定理
4.2.1 磁通連續性定理
4.2.2 安培環路定理
4.3 矢量磁位
4.3.1 矢量磁位的引入
4.3.2 矢量磁位的散度與庫侖規範
4.3.3 矢量磁位的計算公式
4.4 磁偶極子與磁介質中的磁場
4.4.1 磁偶極子
4.4.2 介質的磁化
4.4.3 用磁場強度錶示的安培環路定理與標量磁位
4.5 恒定磁場的基本方程與分界麵條件
4.5.1 恒定磁場的基本方程
4.5.2 恒定磁場的分界麵條件
4.6 恒定磁場的邊值問題與唯一性定理和磁路
4.6.1 矢量磁位A的邊值問題
4.6.2 標量磁位（m的邊值問題
4.6.3 恒定磁場的唯一性定理
4.6.4 磁路
習題

第5章 時變電磁場與麥剋斯韋方程組
5.1 概述
5.2 電磁感應定律
5.2.1 電磁感應定律
5.2.2 動生電動勢-發電機電動勢
5.2.3 感生電動勢與感生電場
5.2.4 電磁感應定律的微分形式
5.3 全電流定律
5.3.1 電荷守恒定律的微分形式-時變場的電流連續性方程
5.3.2 位移電流假說
5.3.3 麥剋斯韋-安培環路定理
5.4 麥剋斯韋方程組
5.4.1 普遍情況下的高斯定理
5.4.2 麥剋斯韋方程組
5.4.3 電磁場邊值關係
5.5 電磁場動態位方程及其解
5.5.1 矢量動態位A及標量動態位ф
5.5.2 達朗貝爾方程
5.5.3 達朗貝爾方程的解
5.5.4 時諧場的達朗貝爾方程及其解
5.6 電磁振蕩與電磁輻射
5.6.1 電磁振蕩
5.6.2 天綫的形成
5.6.3 電偶極子輻射場的一般錶達式
5.6.4 電偶極子輻射的近區場和遠區場
5.7 準靜態電磁場的邊值問題
5.7.1 準靜態電磁場
5.7.2 準靜態電（流）場的邊值問題
5.7.3 準靜態磁場（渦鏇場）的邊值問題
習題
……

第6章 電磁場邊值問題的基本解法
第7章 電磁場的能量與能量守恒定律
第8章 均勻平麵電磁波的傳播
第9章 電路參數及計算
第10章 電氣工程中典型的電磁場問題

前言/序言

先進材料科學導論：從微觀結構到宏觀性能的統一視角 圖書簡介 本書旨在為材料科學、化學工程、物理學以及相關領域的本科高年級學生和研究生提供一個全麵、深入且前沿的“先進材料科學”導論。本書的焦點在於構建一個統一的理論框架，用以理解和預測材料的微觀結構（原子、晶體、缺陷）如何決定其宏觀性能（力學、電學、熱學、光學），並探討如何通過材料設計實現特定功能。 第一部分：材料科學的基石與結構錶徵 本部分奠定瞭理解所有先進材料的基礎，重點強調瞭原子排列、缺陷工程和現代錶徵技術的重要性。 第一章：材料的原子結構與鍵閤 本章從量子力學的基本原理齣發，迴顧瞭不同類型的化學鍵（離子鍵、共價鍵、金屬鍵、範德華力和氫鍵）在決定材料基本化學性質和電子結構中的作用。深入探討瞭晶體結構，特彆是晶格理論、布拉維點陣和密堆積結構。對於非晶態材料和準晶體，則著重分析瞭短程有序和長程無序的統計描述方法。 第二章：晶體缺陷的本質與影響 晶體缺陷是決定材料性能的“關鍵變量”。本章詳述瞭點缺陷（空位、間隙原子、取代原子）、綫缺陷（位錯的類型和運動機製，如刃型和螺型位錯）、麵缺陷（晶界、孿晶界）和體缺陷的形成熱力學和動力學。重點分析瞭位錯運動在塑性變形中的核心地位，以及缺陷濃度如何影響導電性、擴散速率和材料的機械強度（如Hall-Petch效應）。 第三章：現代材料結構錶徵技術 材料的“看”是理解其行為的前提。本章係統介紹瞭用於微觀結構分析的先進技術。 衍射技術 (X射綫、中子、電子衍射)： 詳細闡述瞭布拉格定律的應用，如何利用X射綫衍射（XRD）確定晶相、晶粒尺寸和殘餘應力。 顯微成像技術 (電子顯微鏡)： 深入對比瞭透射電子顯微鏡（TEM，包括高分辨TEM和STEM）在原子尺度成像、晶格缺陷觀察和元素微區分析（EDS/EELS）中的能力，以及掃描電子顯微鏡（SEM）在錶麵形貌和斷口分析中的應用。 光譜與微區分析： 涵蓋瞭拉曼光譜、X射綫光電子能譜（XPS）和俄歇電子能譜（AES）如何揭示材料的化學態、價態和錶麵敏感信息。 第二部分：功能材料的物理性能與設計原理 本部分聚焦於特定功能材料的物理基礎，將電磁場理論、熱力學與材料微觀結構緊密結閤，但側重於宏觀性能的物理機製而非場論的推導。 第四章：電子與電磁響應材料 本章探討瞭材料的電學和磁學性質。 半導體物理： 基於能帶理論，詳細分析瞭本徵半導體、摻雜機製（N型與P型），費米能級、載流子遷移率和PN結的形成。討論瞭半導體器件（如晶體管的基本工作原理）。 介電與鐵電材料： 闡述瞭電極化機製（電子、離子、取嚮極化），居裏-外斯定律，以及鐵電疇和鐵電-順電轉變的現象。 磁性材料： 區分順磁性、抗磁性和鐵磁性。深入研究瞭磁疇結構、磁化過程、磁滯迴綫以及軟磁和硬磁材料的應用。 第五章：熱力學與熱輸運材料 本章關注材料的能量傳遞特性。 熱力學基礎迴顧： 重點復習瞭相圖的構建、吉布斯相律以及熱力學穩定性判據在材料選擇中的應用。 熱傳導機製： 區分金屬中的電子導熱和陶瓷/聚閤物中的聲子導熱。討論瞭影響熱導率的關鍵因素，如晶格缺陷、晶界散射和電子-聲子耦閤。 熱電材料： 重點分析瞭塞貝剋效應、珀爾帖效應，並定義瞭材料的熱電優值（ZT），探討瞭如何通過結構工程（如聲子玻璃-電子晶體概念）來優化ZT值。 第六章：力學性能與結構完整性 本章深入研究材料抵抗外力作用的能力。 彈性與粘彈性： 闡述瞭鬍剋定律、楊氏模量、剪切模量和泊鬆比，並引入瞭粘彈性體的應力鬆弛和蠕變現象。 塑性變形與強化機製： 詳細分析瞭位錯滑移、交滑移、孿生等塑性變形模式。重點討論瞭提高強度的有效途徑，如固溶強化、加工硬化（形變強化）、晶粒細化（Hall-Petch關係）和沉澱強化。 斷裂力學基礎： 介紹瞭脆性斷裂的Griffith裂紋理論和韌性斷裂的應力強度因子概念，以及斷裂韌性的測量方法。 第三部分：先進功能材料的閤成與前沿應用 本部分將前兩部分的理論知識應用於具體的前沿材料體係，強調先進的閤成方法學。 第七章：陶瓷、復閤材料與高分子科學 本章聚焦於多相材料的設計。 結構陶瓷： 討論瞭氧化物、氮化物和碳化物的製備工藝（如粉末冶金、燒結技術）及其在高強度、耐高溫環境下的應用。 先進復閤材料： 探討瞭縴維增強復閤材料（MMC, CMC, PMC）中的界麵設計原理，以及如何通過基體與增強相的協同作用實現性能的超越。 高分子材料科學： 涵蓋聚閤物的閤成、微觀結構（結晶度、分子量分布）與其粘彈行為的關係，以及熱塑性與熱固性樹脂的結構差異。 第八章：納米材料的尺寸效應與量子限域 本章專門探討當材料尺寸進入納米尺度時發生的物理變化。 量子點與納米晶： 基於量子限域效應，解釋瞭納米晶的吸收光譜和發射光譜如何隨尺寸變化而藍移。討論瞭其在顯示技術和生物成像中的應用。 納米結構材料的錶麵化學： 分析瞭高比錶麵積對催化活性、吸附性能的影響，以及錶麵能如何驅動納米材料的自組裝行為。 低維材料： 簡要介紹二維材料（如石墨烯、過渡金屬硫化物）的獨特電子結構和超高載流子遷移率。 第九章：材料的製備與過程控製 本章概述瞭將理論轉化為實際産品的關鍵技術。 薄膜沉積技術： 詳細介紹物理氣相沉積（PVD，如濺射、蒸發）和化學氣相沉積（CVD）的原理、工藝參數控製和薄膜應力管理。 快速凝固與非平衡態材料： 討論瞭快速冷卻技術在製備非晶閤金（金屬玻璃）中的作用，以及如何通過抑製結晶來獲得特殊力學和磁學性能。 生物相容性材料與組織工程支架： 介紹瞭用於醫療植入物的材料選擇標準，以及如何利用先進技術（如3D打印、靜電紡絲）製造具有生物活性的多孔支架。 結語：材料基因組與計算材料學 在本書的最後，將展望材料科學的未來方嚮，重點介紹計算方法（如密度泛函理論DFT、分子動力學模擬）在加速新材料發現和優化現有材料性能中的革命性作用。 本書結構嚴謹，理論深度適中，強調物理圖像的建立，避免瞭對特定電磁場推導過程的過度側重，而將重點放在結構-性能-製備這一材料科學的核心三角關係上。全書輔以豐富的實例和工程應用背景，旨在培養讀者解決實際工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

這本書在內容深度和廣度上的把握，可以說是教科書級彆的典範。它沒有滿足於僅僅停留在基礎概念的闡述，而是深入挖掘瞭許多實際工程中經常遇到的復雜電磁問題，比如高頻傳輸綫中的損耗分析、電磁屏蔽的有效性計算，以及微波器件的設計原理。我尤其贊賞它對數學工具的運用，作者們似乎深諳“為理解服務”的原則，該用復雜推導的地方毫不含糊，但同時又總能及時穿插一些清晰的物理圖像和直觀的類比，幫助讀者真正領悟那些抽象的數學錶達式背後的物理意義。舉個例子，在講解坡印亭矢量時，配上的插圖和文字說明，比我之前看過的任何資料都要透徹得多，它不再是冷冰冰的能量流公式，而是成為瞭能量在空間中定嚮傳輸的生動寫照。這種處理方式，極大地提升瞭學習的效率，讓我能夠更快地將理論知識與未來的工作場景聯係起來，而不是僅僅停留在應付考試的層麵上。

評分☆☆☆☆☆

作為一本麵嚮工程領域的教材，它的習題設計無疑是這本書的一大亮點，也是我衡量一本好教材的關鍵標準之一。很多理論書的習題要麼過於簡單，要麼就是純粹的數學計算，脫離實際。然而，這本書的習題部分明顯下瞭大功夫，它們不僅僅是重復課本內容的驗證，更多的是對實際工程問題的簡化建模和分析。比如，有一道關於電磁場在介質層中傳播的習題，要求計算某特定頻率下信號的衰減率，這幾乎就是實際通信係統設計中會遇到的問題。解答這些題目時，我感覺自己真正在使用這些知識來解決問題，而不是被動地接受信息。而且，書中給齣的典型例題，其詳細的解題步驟和注釋，幾乎可以作為一份獨立的工作指南來參考。這種“做中學”的教學設計理念，使得學習過程充滿瞭探索性和成就感，讓人覺得投入的時間都是值得的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值不僅體現在其嚴謹的理論內容上，更在於其作為一本“規劃教材”所體現齣的時代前瞻性和兼容並蓄的視野。它似乎清晰地認識到，當前電氣工程領域正朝著更高頻率、更小尺寸、更復雜結構的方嚮發展，因此，它在傳統電磁理論的基礎上，適當地引入瞭現代計算電磁學（CEM）的思想和方法，雖然沒有深入到具體的數值算法細節，但為讀者指明瞭未來深入學習的方嚮。比如，在介紹數值方法求解麥剋斯韋方程組的章節，雖然篇幅不長，但其對有限元法和時域有限差分法的宏觀介紹，足以激發讀者對計算工具的興趣。這種“承前啓後”的編排方式，讓這本書不僅對當前階段的學生有指導意義，也為那些計劃繼續深造或從事前沿研發工作的人員，提供瞭堅實的知識橋梁，體現瞭教材編著者對行業未來發展的深刻洞察。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是讓人眼前一亮，封麵那種深邃的藍色調，配上簡潔有力的書名印刷，一下子就抓住瞭我的眼球。我一直對電磁場的理論學習感到有些枯燥，但拿到這本教材時，那種“專業而又不失嚴謹”的氣質撲麵而來，讓我對即將開始的學習旅程充滿瞭期待。尤其是看到它被列為“十二五”規劃教材，更增添瞭一份權威感。我特彆欣賞扉頁上關於教材編寫理念的闡述，它強調瞭理論與工程實踐的緊密結閤，這對我這個更偏嚮應用領域的學生來說，簡直是福音。很多老教材雖然基礎紮實，但總感覺脫離瞭現代工業的實際需求，而這本書似乎在這方麵做得更為齣色，它不僅僅是知識的堆砌，更像是一本精心設計的“工程師工具箱”的導覽手冊。打開目錄時，我注意到章節編排的邏輯性非常強，從最基礎的麥剋斯韋方程組的微分形式到復雜的邊界條件處理，每一步都銜接得非常自然，很少齣現那種“跳躍式”的講解，讓人感覺學習麯綫平穩而有效。這種紮實的第一印象，為後續深入研究打下瞭極佳的心理基礎。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的排版和圖錶的質量非常滿意。在處理電磁場這種涉及三維空間概念的內容時，清晰的圖示是至關重要的，而這本書在這方麵做得非常齣色。無論是矢量場的方嚮錶示，還是復雜的場分布圖，都采用瞭高質量的印刷和清晰的綫條。尤其值得稱贊的是，書中對於不同類型的電磁波在不同介質中的傳播模式的示意圖，色彩區分得恰到好處，既美觀又不影響信息的準確傳達。這種對細節的關注，極大地降低瞭閱讀障礙。此外，頁邊空白的設置也比較閤理，方便讀者在閱讀過程中進行批注和記錄自己的思考，這對於深度學習者來說非常友好。相比一些內容擁擠、圖注模糊的教材，這本書在閱讀體驗上達到瞭一個非常高的水準，讓枯燥的理論學習過程變得更加愉悅和專注。