工程电磁场/工业和信息化部“十二五”规划教材·21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材 [Engineering Electromagnetic Fields] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高燕琴，侯利洁，刘天野，温廷敦 著，许丽萍，薛锐 编

图书标签:

• 电磁场
• 工程电磁场
• 电气工程
• 自动化
• 高等教育
• 教材
• 规划教材
• 电磁理论
• 工业和信息化部
• 21世纪规划教材

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115367884

版次：1

商品编码：11611047

包装：平装

丛书名： 工业和信息化部“十二五”规划教材 ，

外文名称：Engineering Electromagnetic Fields

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：298

字数：482000

内容简介

　　《工程电磁场/工业和信息化部“十二五”规划教材·21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材》是工业和信息化部“十二五”规划教材。
　　《工程电磁场/工业和信息化部“十二五”规划教材·21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材》体现了面向工程的电磁场内容体系，系统地介绍了工程电磁场的基本理论及相关应用。主要包括矢量分析与场论基础、静电场、恒定电场、恒定电流的磁场、时变电磁场、电磁场边值问题的基本解法、电磁场的能量及能量转换与守恒定律、平面电磁波的传播以及电路参数计算原理、电气工程巾典型的电磁场问题等。书中配置了大量例题，便于读者练习和加深理解。
　　《工程电磁场/工业和信息化部“十二五”规划教材·21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材》可作为普通高等学校电气工程及其自动化和其他与电磁场相关专业的本科生教材，也可供相关专业研究生、教师或其他人员参考。

作者简介

　　　　许丽萍，1982年大学毕业到中北大学（原太原机械学院），1993~1996年在希腊留学、2007年在美国作高级访问学者。长期从事物理学、工程电磁场的教学与研究，具有丰富的教学实践经验。

内页插图

目录

第1章 矢量分析与场论基础
1.1 标量与矢量
1.1.1 标量与矢量
1.1.2 矢量在直角坐标系中的表示
1.2 矢量的代数运算
1.2.1 矢量的加减法
1.2.2 矢量的乘法
1.3 标量场与矢量场
1.3.1 标量场的等值面方程
1.3.2 矢量场的矢量线方程
1.3.3 源点与场点
1.4 标量场的梯度
1.4.1 方向导数
1.4.2 标量场的梯度
1.5 矢量场的散度
1.5.1 矢量场的通量
1.5.2 散度定理
1.5.3 矢量场的散度
1.6 矢量场的旋度
1.6.1 矢量场的环量
1.6.2 斯托克斯定理
1.6.3 矢量场的旋度
1.6.4 无旋场与无散场
1.7 格林定理与亥姆霍兹定理
1.7.1 标量格林定理
1.7.2 矢量格林定理
1.7.3 亥姆霍兹定理
1.8 三种常用坐标系
1.8.1 度量系数
1.8.2 哈密顿算符、梯度、散度、旋度及拉普拉斯算符在正交曲线坐标系下的一般表达式
1.8.3 直角坐标系
1.8.4 柱坐标系
1.8.5 球坐标系
习题

第2章 静电场
2.1 库仑定律与电场强度
2.1.1 电荷与电荷分布
2.1.2 库仑定律
2.1.3 电场强度
2.2 静电场的有散性-高斯定理
2.2.1 高斯定理的微分形式-静电场的散度
2.2.2 高斯定理的积分形式-高斯通量定理
2.3 静电场的无旋性-环路定理
2.3.1 电位的引入
2.3.2 环路定理
2.3.3 电位及电场强度
2.3.4 电场线和等位面
2.4 电偶极子
2.4.1 电偶极子的电位与电场
2.4.2 电偶极子的场图
2.5 静电场中的导体和电介质
2.5.1 静电场中的导体
2.5.2 静电场中的电介质-介质的极化
2.5.3 介质极化形成的电偶极子产生的电位与电场
2.6 电位移矢量D及用D表示的相关定理
2.6.1 电介质中的高斯定理
2.6.2 介电常数
2.7 静电场基本方程与分界面条件
2.7.1 静电场的基本方程
2.7.2 介质的分界面条件
2.8 边值问题
2.8.1 泛定方程-泊松方程与拉普拉斯方程
2.8.2 定解条件-边界条件
2.8.3 静电场的唯一性定理
习题

第3章 恒定电场
3.1 导电介质中的电流强度和电流密度
3.1.1 电流强度
3.1.2 电流密度
3.1.3 电流密度与电场强度的关系-欧姆定律的微分形式
3.2 电动势与局外场强
3.2.1 局外场
3.2.2 电动势
3.3 恒定电场的基本方程
3.3.1 恒定电场的电流连续性方程
3.3.2 恒定电场的基本方程
3.3.3 导电介质中的自由电荷分布
3.3.4 恒定电场的求解
3.4 导电介质的分界面衔接条件
3.4.1 不同导电介质分界面衔接条件
3.4.2 介质分界面的两种特殊情况
3.4.3 导电介质分界面积累自由电荷
3.5 恒定电流场的边值问题
3.5.1 恒定电流场的基本方程
3.5.2 外边界面上的边界条件
3.6 恒定电场与静电场比拟
3.7 跨步电压
习题

第4章 恒定电流的磁场
4.1 磁感应强度
4.1.1 安培定律与磁感应强度
4.1.2 毕奥-萨伐尔定律
4.1.3 磁感线
4.1.4 洛仑兹力
4.2 磁通连续性定理与安培环路定理
4.2.1 磁通连续性定理
4.2.2 安培环路定理
4.3 矢量磁位
4.3.1 矢量磁位的引入
4.3.2 矢量磁位的散度与库仑规范
4.3.3 矢量磁位的计算公式
4.4 磁偶极子与磁介质中的磁场
4.4.1 磁偶极子
4.4.2 介质的磁化
4.4.3 用磁场强度表示的安培环路定理与标量磁位
4.5 恒定磁场的基本方程与分界面条件
4.5.1 恒定磁场的基本方程
4.5.2 恒定磁场的分界面条件
4.6 恒定磁场的边值问题与唯一性定理和磁路
4.6.1 矢量磁位A的边值问题
4.6.2 标量磁位（m的边值问题
4.6.3 恒定磁场的唯一性定理
4.6.4 磁路
习题

第5章 时变电磁场与麦克斯韦方程组
5.1 概述
5.2 电磁感应定律
5.2.1 电磁感应定律
5.2.2 动生电动势-发电机电动势
5.2.3 感生电动势与感生电场
5.2.4 电磁感应定律的微分形式
5.3 全电流定律
5.3.1 电荷守恒定律的微分形式-时变场的电流连续性方程
5.3.2 位移电流假说
5.3.3 麦克斯韦-安培环路定理
5.4 麦克斯韦方程组
5.4.1 普遍情况下的高斯定理
5.4.2 麦克斯韦方程组
5.4.3 电磁场边值关系
5.5 电磁场动态位方程及其解
5.5.1 矢量动态位A及标量动态位ф
5.5.2 达朗贝尔方程
5.5.3 达朗贝尔方程的解
5.5.4 时谐场的达朗贝尔方程及其解
5.6 电磁振荡与电磁辐射
5.6.1 电磁振荡
5.6.2 天线的形成
5.6.3 电偶极子辐射场的一般表达式
5.6.4 电偶极子辐射的近区场和远区场
5.7 准静态电磁场的边值问题
5.7.1 准静态电磁场
5.7.2 准静态电（流）场的边值问题
5.7.3 准静态磁场（涡旋场）的边值问题
习题
……

第6章 电磁场边值问题的基本解法
第7章 电磁场的能量与能量守恒定律
第8章 均匀平面电磁波的传播
第9章 电路参数及计算
第10章 电气工程中典型的电磁场问题

前言/序言

先进材料科学导论：从微观结构到宏观性能的统一视角 图书简介 本书旨在为材料科学、化学工程、物理学以及相关领域的本科高年级学生和研究生提供一个全面、深入且前沿的“先进材料科学”导论。本书的焦点在于构建一个统一的理论框架，用以理解和预测材料的微观结构（原子、晶体、缺陷）如何决定其宏观性能（力学、电学、热学、光学），并探讨如何通过材料设计实现特定功能。 第一部分：材料科学的基石与结构表征 本部分奠定了理解所有先进材料的基础，重点强调了原子排列、缺陷工程和现代表征技术的重要性。 第一章：材料的原子结构与键合 本章从量子力学的基本原理出发，回顾了不同类型的化学键（离子键、共价键、金属键、范德华力和氢键）在决定材料基本化学性质和电子结构中的作用。深入探讨了晶体结构，特别是晶格理论、布拉维点阵和密堆积结构。对于非晶态材料和准晶体，则着重分析了短程有序和长程无序的统计描述方法。 第二章：晶体缺陷的本质与影响 晶体缺陷是决定材料性能的“关键变量”。本章详述了点缺陷（空位、间隙原子、取代原子）、线缺陷（位错的类型和运动机制，如刃型和螺型位错）、面缺陷（晶界、孪晶界）和体缺陷的形成热力学和动力学。重点分析了位错运动在塑性变形中的核心地位，以及缺陷浓度如何影响导电性、扩散速率和材料的机械强度（如Hall-Petch效应）。 第三章：现代材料结构表征技术 材料的“看”是理解其行为的前提。本章系统介绍了用于微观结构分析的先进技术。 衍射技术 (X射线、中子、电子衍射)： 详细阐述了布拉格定律的应用，如何利用X射线衍射（XRD）确定晶相、晶粒尺寸和残余应力。 显微成像技术 (电子显微镜)： 深入对比了透射电子显微镜（TEM，包括高分辨TEM和STEM）在原子尺度成像、晶格缺陷观察和元素微区分析（EDS/EELS）中的能力，以及扫描电子显微镜（SEM）在表面形貌和断口分析中的应用。 光谱与微区分析： 涵盖了拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）和俄歇电子能谱（AES）如何揭示材料的化学态、价态和表面敏感信息。 第二部分：功能材料的物理性能与设计原理 本部分聚焦于特定功能材料的物理基础，将电磁场理论、热力学与材料微观结构紧密结合，但侧重于宏观性能的物理机制而非场论的推导。 第四章：电子与电磁响应材料 本章探讨了材料的电学和磁学性质。 半导体物理： 基于能带理论，详细分析了本征半导体、掺杂机制（N型与P型），费米能级、载流子迁移率和PN结的形成。讨论了半导体器件（如晶体管的基本工作原理）。 介电与铁电材料： 阐述了电极化机制（电子、离子、取向极化），居里-外斯定律，以及铁电畴和铁电-顺电转变的现象。 磁性材料： 区分顺磁性、抗磁性和铁磁性。深入研究了磁畴结构、磁化过程、磁滞回线以及软磁和硬磁材料的应用。 第五章：热力学与热输运材料 本章关注材料的能量传递特性。 热力学基础回顾： 重点复习了相图的构建、吉布斯相律以及热力学稳定性判据在材料选择中的应用。 热传导机制： 区分金属中的电子导热和陶瓷/聚合物中的声子导热。讨论了影响热导率的关键因素，如晶格缺陷、晶界散射和电子-声子耦合。 热电材料： 重点分析了塞贝克效应、珀尔帖效应，并定义了材料的热电优值（ZT），探讨了如何通过结构工程（如声子玻璃-电子晶体概念）来优化ZT值。 第六章：力学性能与结构完整性 本章深入研究材料抵抗外力作用的能力。 弹性与粘弹性： 阐述了胡克定律、杨氏模量、剪切模量和泊松比，并引入了粘弹性体的应力松弛和蠕变现象。 塑性变形与强化机制： 详细分析了位错滑移、交滑移、孪生等塑性变形模式。重点讨论了提高强度的有效途径，如固溶强化、加工硬化（形变强化）、晶粒细化（Hall-Petch关系）和沉淀强化。 断裂力学基础： 介绍了脆性断裂的Griffith裂纹理论和韧性断裂的应力强度因子概念，以及断裂韧性的测量方法。 第三部分：先进功能材料的合成与前沿应用 本部分将前两部分的理论知识应用于具体的前沿材料体系，强调先进的合成方法学。 第七章：陶瓷、复合材料与高分子科学 本章聚焦于多相材料的设计。 结构陶瓷： 讨论了氧化物、氮化物和碳化物的制备工艺（如粉末冶金、烧结技术）及其在高强度、耐高温环境下的应用。 先进复合材料： 探讨了纤维增强复合材料（MMC, CMC, PMC）中的界面设计原理，以及如何通过基体与增强相的协同作用实现性能的超越。 高分子材料科学： 涵盖聚合物的合成、微观结构（结晶度、分子量分布）与其粘弹行为的关系，以及热塑性与热固性树脂的结构差异。 第八章：纳米材料的尺寸效应与量子限域 本章专门探讨当材料尺寸进入纳米尺度时发生的物理变化。 量子点与纳米晶： 基于量子限域效应，解释了纳米晶的吸收光谱和发射光谱如何随尺寸变化而蓝移。讨论了其在显示技术和生物成像中的应用。 纳米结构材料的表面化学： 分析了高比表面积对催化活性、吸附性能的影响，以及表面能如何驱动纳米材料的自组装行为。 低维材料： 简要介绍二维材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）的独特电子结构和超高载流子迁移率。 第九章：材料的制备与过程控制 本章概述了将理论转化为实际产品的关键技术。 薄膜沉积技术： 详细介绍物理气相沉积（PVD，如溅射、蒸发）和化学气相沉积（CVD）的原理、工艺参数控制和薄膜应力管理。 快速凝固与非平衡态材料： 讨论了快速冷却技术在制备非晶合金（金属玻璃）中的作用，以及如何通过抑制结晶来获得特殊力学和磁学性能。 生物相容性材料与组织工程支架： 介绍了用于医疗植入物的材料选择标准，以及如何利用先进技术（如3D打印、静电纺丝）制造具有生物活性的多孔支架。 结语：材料基因组与计算材料学 在本书的最后，将展望材料科学的未来方向，重点介绍计算方法（如密度泛函理论DFT、分子动力学模拟）在加速新材料发现和优化现有材料性能中的革命性作用。 本书结构严谨，理论深度适中，强调物理图像的建立，避免了对特定电磁场推导过程的过度侧重，而将重点放在结构-性能-制备这一材料科学的核心三角关系上。全书辅以丰富的实例和工程应用背景，旨在培养读者解决实际工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值不仅体现在其严谨的理论内容上，更在于其作为一本“规划教材”所体现出的时代前瞻性和兼容并蓄的视野。它似乎清晰地认识到，当前电气工程领域正朝着更高频率、更小尺寸、更复杂结构的方向发展，因此，它在传统电磁理论的基础上，适当地引入了现代计算电磁学（CEM）的思想和方法，虽然没有深入到具体的数值算法细节，但为读者指明了未来深入学习的方向。比如，在介绍数值方法求解麦克斯韦方程组的章节，虽然篇幅不长，但其对有限元法和时域有限差分法的宏观介绍，足以激发读者对计算工具的兴趣。这种“承前启后”的编排方式，让这本书不仅对当前阶段的学生有指导意义，也为那些计划继续深造或从事前沿研发工作的人员，提供了坚实的知识桥梁，体现了教材编著者对行业未来发展的深刻洞察。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的书名印刷，一下子就抓住了我的眼球。我一直对电磁场的理论学习感到有些枯燥，但拿到这本教材时，那种“专业而又不失严谨”的气质扑面而来，让我对即将开始的学习旅程充满了期待。尤其是看到它被列为“十二五”规划教材，更增添了一份权威感。我特别欣赏扉页上关于教材编写理念的阐述，它强调了理论与工程实践的紧密结合，这对我这个更偏向应用领域的学生来说，简直是福音。很多老教材虽然基础扎实，但总感觉脱离了现代工业的实际需求，而这本书似乎在这方面做得更为出色，它不仅仅是知识的堆砌，更像是一本精心设计的“工程师工具箱”的导览手册。打开目录时，我注意到章节编排的逻辑性非常强，从最基础的麦克斯韦方程组的微分形式到复杂的边界条件处理，每一步都衔接得非常自然，很少出现那种“跳跃式”的讲解，让人感觉学习曲线平稳而有效。这种扎实的第一印象，为后续深入研究打下了极佳的心理基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书在内容深度和广度上的把握，可以说是教科书级别的典范。它没有满足于仅仅停留在基础概念的阐述，而是深入挖掘了许多实际工程中经常遇到的复杂电磁问题，比如高频传输线中的损耗分析、电磁屏蔽的有效性计算，以及微波器件的设计原理。我尤其赞赏它对数学工具的运用，作者们似乎深谙“为理解服务”的原则，该用复杂推导的地方毫不含糊，但同时又总能及时穿插一些清晰的物理图像和直观的类比，帮助读者真正领悟那些抽象的数学表达式背后的物理意义。举个例子，在讲解坡印亭矢量时，配上的插图和文字说明，比我之前看过的任何资料都要透彻得多，它不再是冷冰冰的能量流公式，而是成为了能量在空间中定向传输的生动写照。这种处理方式，极大地提升了学习的效率，让我能够更快地将理论知识与未来的工作场景联系起来，而不是仅仅停留在应付考试的层面上。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的排版和图表的质量非常满意。在处理电磁场这种涉及三维空间概念的内容时，清晰的图示是至关重要的，而这本书在这方面做得非常出色。无论是矢量场的方向表示，还是复杂的场分布图，都采用了高质量的印刷和清晰的线条。尤其值得称赞的是，书中对于不同类型的电磁波在不同介质中的传播模式的示意图，色彩区分得恰到好处，既美观又不影响信息的准确传达。这种对细节的关注，极大地降低了阅读障碍。此外，页边空白的设置也比较合理，方便读者在阅读过程中进行批注和记录自己的思考，这对于深度学习者来说非常友好。相比一些内容拥挤、图注模糊的教材，这本书在阅读体验上达到了一个非常高的水准，让枯燥的理论学习过程变得更加愉悦和专注。

评分☆☆☆☆☆

作为一本面向工程领域的教材，它的习题设计无疑是这本书的一大亮点，也是我衡量一本好教材的关键标准之一。很多理论书的习题要么过于简单，要么就是纯粹的数学计算，脱离实际。然而，这本书的习题部分明显下了大功夫，它们不仅仅是重复课本内容的验证，更多的是对实际工程问题的简化建模和分析。比如，有一道关于电磁场在介质层中传播的习题，要求计算某特定频率下信号的衰减率，这几乎就是实际通信系统设计中会遇到的问题。解答这些题目时，我感觉自己真正在使用这些知识来解决问题，而不是被动地接受信息。而且，书中给出的典型例题，其详细的解题步骤和注释，几乎可以作为一份独立的工作指南来参考。这种“做中学”的教学设计理念，使得学习过程充满了探索性和成就感，让人觉得投入的时间都是值得的。