工程電磁場課程教學(xué)大綱

《工程電磁場》課程編號：100062104課程名稱：工程電磁場英文名稱：Electromagnetics課程性質(zhì)：必修課程總學(xué)分：3.0總學(xué)時(shí)：48；（其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0）開課學(xué)年及學(xué)期：第四學(xué)期先修課程：電路分析、工科數(shù)學(xué)A、大學(xué)物理一、課程內(nèi)容簡介工程電磁場是一門電氣工程專業(yè)必修課，適用于電氣工程及其自動(dòng)化等專業(yè)，本課程的目的是通過對本課程經(jīng)典電磁理論學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生以場的思想點(diǎn)來分析和解決工程中電磁系統(tǒng)相關(guān)問題的能力，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。課程以經(jīng)典電磁理論為核心，主要通過對典型空間分布和時(shí)變特征的電磁場建模與定量分析學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立起場的觀點(diǎn)，掌握工程電磁場分析理論的基本概念、基本理論、基本建模方法和解析計(jì)算方法，使學(xué)生能夠提煉工程實(shí)際的理論電磁機(jī)理，提高學(xué)生工程實(shí)踐的建模分析能力，了解工程電磁場理論與計(jì)算方法的新發(fā)現(xiàn)、新理論和發(fā)展方向，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐應(yīng)用提供基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)1.能夠運(yùn)用經(jīng)典電磁理論對工程應(yīng)用當(dāng)中的宏觀電磁物理現(xiàn)象進(jìn)行定性分析；2.能夠以矢量分析方法和場論為工具，對宏觀電磁場問題進(jìn)行初步數(shù)學(xué)建模能力；3.培養(yǎng)學(xué)生對電磁場現(xiàn)象觀察、分析、發(fā)現(xiàn)問題的綜合能力，提高實(shí)際工程電磁場的時(shí)空模型抽象和工程參數(shù)近似的綜合科學(xué)分析能力；4.能夠運(yùn)用“場”物理時(shí)空觀點(diǎn)，突破集中參數(shù)模型式的認(rèn)知思維定式，加強(qiáng)學(xué)生對典型工程電磁場問題理解深度，提高其科學(xué)分析方法的靈活性；5.培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)問題精密的研究習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析解決電氣傳動(dòng)及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動(dòng)化、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。1.2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)知識，對電氣工程相關(guān)的電氣傳動(dòng)及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動(dòng)化、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別和表達(dá)，建立合適的數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型方法用于分析工程問題。課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)51.5能運(yùn)用基本原理證實(shí)分析過程的正確性和合理性，獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4四、課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)課程目標(biāo)教學(xué)方法與策略第1章經(jīng)典電磁理論發(fā)展概述與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1.經(jīng)典電磁理論發(fā)展歷程2.經(jīng)典電磁理論概述3.標(biāo)量場概念及梯度計(jì)算3.空間矢量概念及計(jì)算方法4.空間矢量場散度與旋度5.矢量場微分運(yùn)算6.矢量場積分定理7.矢量場求解唯一性定理8.坐標(biāo)系7課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4講授、課堂討論，感性認(rèn)識，圖片展示，作業(yè)。第2章靜電場1.庫侖定律2.靜電場場強(qiáng)及其計(jì)算3.靜電場無旋性與電位4.靜電場中的介質(zhì)與導(dǎo)體5.靜電場高斯定律6.靜電場基本方程與分界面銜接條件7.靜電場直接積分求解方法8.靜電場間接求解方法9.電容與部分電容10.靜電場能量與力10課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5講授，課堂討論,視頻材料，查閱資料，作業(yè)。第3章穩(wěn)恒電場1.電流與電流密度2.歐姆定律3.恒定電場基本方程及導(dǎo)電媒質(zhì)分界面銜接條件4.恒定電場直接求解方法5.靜電比擬6.電導(dǎo)與電阻7.接地與跨步電壓6課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授，課堂討論，作業(yè)。第4章穩(wěn)恒磁場1.洛倫茲力與畢奧-薩伐爾定律2.磁感應(yīng)強(qiáng)度3.磁矢量位4.磁場的散度與旋度5.真空中安培環(huán)路定律6.媒質(zhì)磁化7.穩(wěn)恒磁場的基本方程與媒質(zhì)分界面銜接條件8.磁標(biāo)量位9.電感10.磁場能量與力10課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5講授，課堂討論，視頻資料，作業(yè)。第5章時(shí)變電磁場1.電磁感應(yīng)定律2.全電流定律3.麥克斯韋方程組4.時(shí)變場媒質(zhì)分界面銜接條件5.坡印廷定理與坡印廷矢量6.時(shí)諧電磁場7.動(dòng)態(tài)位與達(dá)朗貝爾方程8.準(zhǔn)靜態(tài)電磁場9.集膚效應(yīng)、渦流、鄰近效應(yīng)與電磁屏蔽10課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5講授，課堂討論，圖片，作業(yè)。第6章平面電磁波1.電磁波簡介2.電磁波波動(dòng)方程與平面電磁波3.理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波4.導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面電磁波5.平面電磁波的極化3課程目標(biāo)1課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5講授，課后自學(xué)。第7章導(dǎo)行電磁波、電磁輻射與天線1.導(dǎo)行電磁波基本性質(zhì)2.波導(dǎo)3.橫電波與橫磁波4.電磁輻射與電偶極子5.天線2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)5講授，舉例，感性認(rèn)識，課后自學(xué)。五、課程考核與成績評定考核方式權(quán)重/%課程目標(biāo)12345課堂作業(yè)16√√√√課堂實(shí)驗(yàn)演示4√√√課程考試80√√√√√總評100六、教材與參考書教材:[1]雷銀照主編.電磁場（第二版）[M].高等教育出版社,2010年.參考書及參考資料：[1]倪光正主編.工程電磁場原理(第二版)[M].高等教育出版社,2002年[2]馬信山主編.電磁場基礎(chǔ)[M].清華大學(xué)出版社,1995年[3]張三慧主編