工程電磁場課程教學大綱

《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)：必修課程總學分：3.0總學時：48；（其中實驗學時：0）開課學年及學期：第四學期先修課程：電路分析、工科數(shù)學A、大學物理一、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)典電磁理論學習，培養(yǎng)學生以場的思想點來分析和解決工程中電磁系統(tǒng)相關(guān)問題的能力，促進學生的創(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變特征的電磁場建模與定量分析學習，使學生建立起場的觀點，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算方法，使學生能夠提煉工程實際的理論電磁機理，提高學生工程實踐的建模分析能力，了解工程電磁場理論與計算方法的新發(fā)現(xiàn)、新理論和發(fā)展方向，為后續(xù)專業(yè)課程學習和工程實踐應用提供基礎(chǔ)。二、課程目標1.能夠運用經(jīng)典電磁理論對工程應用當中的宏觀電磁物理現(xiàn)象進行定性分析；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行初步數(shù)學建模能力；3.培養(yǎng)學生對電磁場現(xiàn)象觀察、分析、發(fā)現(xiàn)問題的綜合能力，提高實際工程電磁場的時空模型抽象和工程參數(shù)近似的綜合科學分析能力；4.能夠運用“場”物理時空觀點，突破集中參數(shù)模型式的認知思維定式，加強學生對典型工程電磁場問題理解深度，提高其科學分析方法的靈活性；5.培養(yǎng)學生對科學問題精密的研究習慣和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。三、課程目標與畢業(yè)要求指標點對應關(guān)系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：工程知識能夠運用數(shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識識別、表達、并通過文獻研究分析解決電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域中的復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。1.2能夠運用數(shù)學、自然科學和工程基礎(chǔ)知識，對電氣工程相關(guān)的電氣傳動及控制、電力系統(tǒng)、電力電子、工業(yè)自動化、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域復雜工程問題進行識別和表達，建立合適的數(shù)學模型，并將數(shù)學模型方法用于分析工程問題。課程目標1課程目標2課程目標3課程目標51.5能運用基本原理證實分析過程的正確性和合理性，獲得有效結(jié)論。課程目標2課程目標3課程目標4四、課程教學內(nèi)容教學內(nèi)容學時課程目標教學方法與策略第1章經(jīng)典電磁理論發(fā)展概述與數(shù)學基礎(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.標量場概念及梯度計算3.空間矢量概念及計算方法4.空間矢量場散度與旋度5.矢量場微分運算6.矢量場積分定理7.矢量場求解唯一性定理8.坐標系7課程目標1課程目標2課程目標4講授、課堂討論，感性認識，圖片展示，作業(yè)。第2章靜電場1.庫侖定律2.靜電場場強及其計算3.靜電場無旋性與電位4.靜電場中的介質(zhì)與導體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1課程目標2課程目標4課程目標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.電導與電阻7.接地與跨步電壓6課程目標2課程目標3課程目標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.磁感應強度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.磁標量位9.電感10.磁場能量與力10課程目標1課程目標2課程目標4課程目標5講授，課堂討論，視頻資料，作業(yè)。第5章時變電磁場1.電磁感應定律2.全電流定律3.麥克斯韋方程組4.時變場媒質(zhì)分界面銜接條件5.坡印廷定理與坡印廷矢量6.時諧電磁場7.動態(tài)位與達朗貝爾方程8.準靜態(tài)電磁場9.集膚效應、渦流、鄰近效應與電磁屏蔽10課程目標1課程目標3課程目標4課程目標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1課程目標4課程目標5講授，課后自學。第7章導行電磁波、電磁輻射與天線1.導行電磁波基本性質(zhì)2.波導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1課程目標5講授，舉例，感性認識，課后自學。五、課程考核與成績評定考核方式權(quán)重/%課程目標12345課堂作業(yè)16√√√√課堂實驗演示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].清華大學出版社,1995年[3]張三慧主編