《工程电磁场》课程教学大纲
《工程电磁场》课程教学大纲
课程编号: 00200680
课程名称：工程电磁场
英文名称：Engineering Electromagnetic fields
总 学 时：56
总 学 分：3.5
适用对象:电气工程及其自动化专业本科
先修课程：大学物理、高等数学
一、课程性质、目的和任务
工程电磁场是电气工程及其自动化专业的技术基础课之一。设置本课程的目的是让学生从整体上掌握宏观电磁场的基本定律、基本原理和基本分析方法，了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法，了解电磁场观念和方法在电气工程中的应用，为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。
二、教学要求和内容
（一）基本要求
1. 理解库仑定律、安培定律和法拉第定律的作为电磁场理论基础的重要性；
2. 理解电场强度、电位移矢量、电位、电流密度、磁感应强度、磁场强度、矢量磁位和标量磁位等基本概念；
3. 理解静电场的环路定理和高斯通量定理、恒定电场的电流连续性定理、恒定磁场的安培环路定理和磁通连续性定理;
4. 全面理解麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式；
5. 理解媒质中电磁场的辅助方程；
6. 理解电磁场媒质分界面的衔接条件；
7. 了解电偶极子的电磁辐射原理，理解近场和远场概念；
8. 掌握电磁场由源到场的积分叠加方法；
9. 掌握利用定理积分形式求解具有对称性和均匀性电场和磁场的方法；
10. 掌握电场和磁场的镜像法；
11. 掌握各类电磁场边值问题的表述方法；
12. 掌握电磁场边值问题的解析积分解法，了解直角坐标系的分离变量法；
13. 理解坡印亭矢量，了解电磁场能量的分布和转换规律；
14. 了解平面电磁波的垂直入射、反射和透射等基本传播规律；
15. 了解电容、电阻和电感等电路参数的定义和计算方法。
16. 了解电磁场边值问题数值计算的有限元法；
17. 初步了解电气工程中电磁场问题的表述、求解步骤以及电磁场分布规律。
（二）基本内容
1. 矢量分析与场论；
2. 静电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；
3. 恒定电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；
4. 恒定磁场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；
5. 时变电磁场的基本定律、基本定理、基本解法和准静态场的边值问题；
6. 电磁辐射原理；
7. 电磁场边值问题的解析方法；
8. 电场和磁场的镜像法；
9. 有限元法；
10. 电磁场的能量及其转换规律；
11. 均匀平面电磁波的传播规律；
12. 电路参数的定义和计算方法；
13. 电气工程中的电磁场问题简介。
三、教学安排及方式
以课堂讲授为主，辅助于课堂讨论，讲授与讨论基本达到：7：3
四、各教学环节学时分配（建议）
|
序 号 |
课程内容 |
课内教学 |
课 外 |
合 计 |
|
| 理论
教学 |
实验
教学 |
||||
| 1 |
矢量分析与场论 |
6 | 6 | 12 | |
| 2 | 静电场的基本原理 | 7 |
|
7 | 14 |
| 3 | 恒定电场的基本原理 | 3 | 3 | 6 | |
| 4 | 恒定磁场的基本原理 | 8 | 1 | 9 |
18 |
| 5 | 时变电磁场的基本原理 | 7 | 1 | 8 | 16 |
| 6 | 电磁场的解析解法 | 4 |
|
4 | 8 |
| 7 | 有限元法 | 2 | 2 | 4 | 8 |
| 8 | 电磁场的能量与力 | 5 |
|
5 | 5 |
| 9 | 平面电磁波 | 5 | 5 | 5 | |
| 10 | 电路参数的计算方法 | 4 |
|
4 | 4 |
| 11 | 电气工程中的电磁场问题 | 0 | 4 | 4 | |
|
12 |
总结 | 1 | 1 | 2 | |
|
合计 |
52 | 4 | 60 | 116 | |
| 56 | 60 | 116 | |||
五、推荐教材和教学参考书
教 材：王泽忠、全玉生、卢斌先 编著.《工程电磁场（第2版）》.清华大学出版社，2011年。
倪光正等.《工程电磁场原理（第2版）》.高等教育出版社，2009年。
参考书：冯慈璋、马西奎 编.《工程电磁场导论》.高等教育出版社，2000年。
马信山、张济世、王平 编.《电磁场基础》.清华大学出版社，1995年。
雷银照.《电磁场》.等教育出版社，2010年。
刘鹏程主编.《工程电磁场简明手册》.高等教育出版社，1991年
大纲执笔者：王泽忠
大纲校对者：齐 磊
大纲审核者：崔 翔
制定日期：2013年8月26日