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目录第一章电磁场基础理论第二章静态电磁场分析第四章波导与传输线第三章时变电磁场原理第六章工程应用实例分析第五章电磁场的数值计算方法

电磁场基础理论第一章

麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电场和磁场如何随时间和空间变化的基本方程，由四个方程组成。麦克斯韦方程组的定义麦克斯韦方程组在无线通信、电力传输、雷达探测等领域有广泛应用，是现代电子技术的理论基础。麦克斯韦方程组的应用这四个方程分别描述了电场的散度、磁场的散度、法拉第电磁感应定律和安培定律，是电磁学的基石。麦克斯韦方程组的物理意义010203

电磁波的传播电磁波可以通过空气、真空或介质传播，其传播速度接近光速，不受介质影响。01电磁波在传播过程中，电场矢量的方向性称为极化，常见的有线极化、圆极化和椭圆极化。02当电磁波遇到不同介质的界面时，会发生反射和折射现象，遵循斯涅尔定律。03当电磁波遇到障碍物或通过狭缝时，会发生弯曲传播，形成衍射现象，如无线电波绕过建筑物。04电磁波的传播方式电磁波的极化现象电磁波的反射与折射电磁波的衍射效应

边界条件分析在不同介质的交界面上，电场强度的切向分量连续，电位移矢量的法向分量也连续。电场边界条件01在理想导体表面，磁场强度的切向分量为零；在介质分界面上，磁场强度的法向分量连续。磁场边界条件02通过分析边界条件，可以解决电磁波在不同介质界面上的反射和折射问题，如光纤通信中的应用。边界条件的应用03

静态电磁场分析第二章

静电场的计算利用库仑定律计算点电荷产生的电场强度，是静电场分析的基础。库仑定律的应用介绍如何通过电势差公式计算两点间的电势差，为静电场分析提供重要数据。电势差的计算方法通过高斯定律求解对称性电荷分布下的电场，简化复杂问题的计算过程。高斯定律的运用

磁场的静态特性磁场强度与磁感应强度在静态磁场中，磁场强度H和磁感应强度B是描述磁场特性的两个基本物理量，它们之间通过磁导率μ相关联。0102磁通量与磁路磁通量是衡量磁场通过某一面积的量，而磁路则是指磁力线在介质中的路径，两者对于分析静态磁场至关重要。03安培环路定理安培环路定理是分析静态磁场中电流分布的基础，它表明闭合路径上的磁场强度与穿过该路径的电流成正比。

静态场的边界效应边界条件的分类在静态电磁场分析中，边界条件分为Dirichlet边界条件和Neumann边界条件，影响场的分布。磁性材料边缘的磁场畸变磁性材料的边缘会导致磁场线弯曲，形成局部磁场增强或减弱的区域。导体表面的电荷积累介质分界面上的电位移导体表面在静态电磁场中会积累电荷，导致电场强度在表面附近发生显著变化。不同介质分界面上，电位移矢量会发生突变，这是边界效应在介质变化时的体现。

时变电磁场原理第三章

时变场的基本概念位移电流是麦克斯韦引入的概念，解释了时变电场如何产生磁场，完善了安培定律。位移电流概念法拉第定律阐述了时变磁场产生电场的原理，是电磁感应现象的理论基础。法拉第电磁感应定律麦克斯韦方程组是描述时变电磁场基本规律的数学方程，包括高斯定律、安培定律等。麦克斯韦方程组

电磁感应定律楞次定律描述了感应电流的方向，即感应电流的方向总是试图抵抗产生它的磁通量变化。楞次定律法拉第定律指出，时变磁场会在闭合回路中产生感应电动势，是电磁感应现象的基本规律。法拉第电磁感应定律

位移电流与磁场位移电流是麦克斯韦方程组的补充，解释了时变电场如何产生磁场，是电磁波理论的基础。麦克斯韦方程组中的位移电流法拉第定律说明了时间变化的磁场如何在导体中产生电动势，与位移电流密切相关。法拉第电磁感应定律在高速开关电源和射频通信设备中，位移电流对磁场的贡献是不可忽视的。位移电流产生的磁场实例

波导与传输线第四章

波导的工作原理01波导利用金属壁的反射特性，引导电磁波沿特定路径传播，实现能量的高效传输。02波导中存在截止频率，只有频率高于此值的电磁波才能在波导中传播，低于则不能。03波导中电磁波以特定模式传播，不同的模式决定了波导的传输特性和应用范围。波导中的电磁波传播截止频率的概念模式的形成与选择

传输线方程特性阻抗是传输线固有的属性，它决定了传输线上的电压和电流波形，影响信号传输的效率。在传输线终端不匹配时，反射系数和透射系数用于描述入射波和反射波的关系。传输线方程描述了电压和电流沿传输线的分布，包括电压和电流的传播常数。传输线的基本方程反射系数和透射系数传输线的特性阻抗

波导与传输线的比较波导在高频应用中损耗低，适合微波和毫米波传输，如卫星通信系统中使用。波导的高频率适用性波导尺寸较大，成本高，但传输损耗小；传输线尺寸小，成本低，但损耗相对较大。尺寸与成本差异传输线如同轴电缆在低频至中频范围内应用广泛，常用于电视信号传输。传输线的低频适用性波导安装复杂，维护成本高；传输线安装简便，维护成本相对较低