基本介紹
- 中文名：工程電磁場與波
- 外文名：Engineering electromagnetic fields and waves
- 類別：慕課
- 提供院校：浙江大學
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2021年04月06日（首次開課）
- 授教老師：李玉玲、熊素銘、姚纓英
課程性質,課程定位,適應專業,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,課程特色,教師簡介,
課程性質
課程定位
工程電磁場與波課程是電工、電子、信息技術等專業必修課程，是電氣工程類各專業的一門重要的技術基礎課程，為後續專業課程學習與科研實踐提供必要的知識與能力基礎。
適應專業
工程電磁場與波課程適用電工、電子、信息技術等專業學習。
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課老師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2021年04月06日-2021年06月30日 | 李玉玲、熊素銘、姚纓英 | 3-5小時 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
課程簡介
工程電磁場與波課程介紹了均勻導電媒質中的電荷馳豫；多導體系統的電荷與電位 • 部分電容；恆定磁場的基本方程與場的特性；一般形式的安培換路定律；均勻導電媒質中的電荷馳豫；電磁場的源量和場量；均勻平面電磁波的物理意義；時諧電磁場；自由空間中的電場強度；恆定電流場的基本方程與場的特性；點電荷與無限大接地導電平面系統的電場；電磁場的源量和場量；動態電磁場的基本方程與邊界條件等內容。
課程大綱
第一章 電磁場的數學物理基礎 課時 1.1 矢量代數 1.2 矢量微積分 1.2.1 標量函式的梯度 1.2.2 矢量函式的散度 1.2.3 矢量函式的旋度，兩個重要的定理和拉普拉斯算符 1.3 電磁場的源量和場量 1.4 電磁場的基本規律 1.4.1 電荷守恆定律、一般形式的安培環路定律 1.4.2 麥克斯韋方程組、兩個零矢量恆等式、亥姆霍茲定理 第二章 靜態電磁場I: 靜電場 課時 2.1 靜電場的基本方程及特性 &2.2.1 自由空間中的電場 2.2.2 自由空間中的電場強度 2.2.3自由空間中的電位 & 2.2.4 電場線 2.3導體和電介質 2.4電介質中的電場 2.5邊值問題 2.6.1 點電荷與無限大接地導電平面系統的電場 2.6.2 電軸與無限大接地導電平面系統的電場 & 2.6.3 電軸法 & 2.6.4 點電荷與無限大介質平面系統的電場 2.6.5 點電荷與導體球系統的電場 & 2.8.1 兩導體系統的電容 2.8.2 多導體系統的電荷與電位 • 部分電容 2.9 靜電場能量 & 2.10 電場力 第三章 靜態電磁場II：恆定電流的電場和磁場 課時 3.1 恆定電流場的基本方程與場的特性 3.2 恆定電場與靜電場的比擬 • 接地系統 3.3 恆定磁場的基本方程與場的特性 3.4 自由空間中的磁場 3.4.1基於場量B的分析 3.4.2 基於矢量磁位A的分析 I 基於矢量磁位A的分析 II 典型套用：磁偶極子場的分析 III 基於矢量磁位A的分析及標量磁位定義 3.4.3 基於標量磁位的分析 | 3.5媒質中的磁場 3.5.1媒質的磁化 3.5.2 一般形式的安培換路定律 3.5.3 不同媒質分界面上的邊界條件3.5.4 媒質場分布：基於場量H的分析，鏡像法 3.6 電感 3.7 磁場能量 3.8 磁場力 第四章 動態電磁場I 基本理論與準靜態電磁場 課時 4.1動態電磁場的基本方程與邊界條件 4.2 時諧電磁場 4.3 電磁場能量坡印廷定理 4.4. 電磁位 4.5 準靜態電磁場 4.5.1電準靜態場與磁準靜態場 4.5.2 均勻導電媒質中的電荷馳豫 4.5.3 集膚效應與透入深度 第五章 動態電磁場Ⅱ ：電磁輻射與電磁波 課時 5.1 電磁輻射 5.1.1元天線-電偶極子的電磁場 5.1.2近場與遠場 5.1.3方向圖-天線的方向性 5.2 理想介質中的均勻平面電磁波 5.2.1理想介質中均勻平面波的方程及其解 5.2.2均勻平面電磁波的物理意義 5.3 均勻平面電磁波的反射和透射 5.3.1垂直入射電磁波的反射與透射 5.3.2駐波比與匹配 5.4 均勻平面電磁波的極化 5.5 有損媒質中的均勻平面電磁波 5.5.1有損媒質中均勻平面波的方程及其解 5.5.2有損媒質中均勻平面電磁波的物理意義 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
課前預備
預備知識
學習工程電磁場與波課程需預備大學物理（電磁學部分）、微積分、矢量分析和場論、 常微分方程、偏微分方程和特殊函式、各類坐標系等知識。
學習資料
（註：表格內容參考資料）
授課目標
1.掌握電磁場的基本原理、分析與計算的基本方法；
2.掌握對典型工程電磁場問題定量分析的基本技能；
3.培養學生嚴謹科學思維和科研創新能力。
課程特色
工程電磁場與波課程精簡提煉碎化知識點內容，形成清晰的脈絡構架模組，在知識講解基礎上，增加經典解析，配備隨堂測試、章節測試、結業測試，課程討論等內容，加大學生自主學習和練習的占比，提升學生的學習積極性和主動性，解決電磁場課程內容多，學習困難的實際問題。課程內容以麥克斯韋電磁方程組為基礎，教學內容由淺入深，由靜態到動態，每個教學內容選配富有啟發性和針對性的例題與習題，每個教學章節之後配備章節測試題，以鞏固學生所學知識。
教師簡介
李玉玲，博士，浙江大學副教授，碩士生導師。從事電氣工程相關的專業基礎課程教學，從事電力電子變換器及其控制技術的研究工作。曾獲得浙江大學青年教師教學技能比賽一等獎，浙江大學優質教學獎二等獎。
