工程电磁场第一章2016讲述.pptx

1 电磁场原理 主讲教师：李国锋 电 话Email：guofenli@dlut.edu.cn (1)在“大学物理”电磁学的基础上，进一步阐述宏观电磁场的基本规律，并根据电气信息类各专业工程实际的需要，介绍有关电磁技术应用的基本知识； (2)应用场的观点，培养学生对电气信息工程中的电磁现象和电磁过程进行定性分析与判断的初步能力，并进而掌握定量分析的基本技能； (3)通过电磁场理论的逻辑推理，培养学生正确的思维方法和严谨的科学态度。 课程的主要任务 电磁现象的两种分析方法：电磁场与电路 感应电机在不同转差下的磁通分布 路与场分析的是同一种对象。 路采用集成参数化方法，简单，近似。 场是分布式的，复杂，但是更加本质，给出更多更加真实的信息，揭示问题的实质。 场是路的基础，路是从场中抽象出来的。 借助于实验和经验，路的做法很多时候也很有效；但实际上是一种不得已的做法。 6 绝缘子电位分布图 7 8 P8 状态1—边界元结果 状态1—有限元结果 ±800kV换流阀屏蔽罩表面电场计算 9 电气工程及其自动化专业规范 电气工程及其自动化专业认证标准 学科基础课： 电路理论 工程电磁场 模拟电子技术 数字电子技术 微机原理与应用 计算机语言与程序设计 信号分析与处理 自动控制原理 专业基础课： 电机学 电力电子技术基础 电力系统基础 10 课程教材：王泽忠、全玉生、卢斌先编著《工程电磁场》 11 基本原理： 静电场的基本原理 恒定电场的基本原理 恒定磁场的基本原理 时变电磁场的基本原理 分析计算方法： 镜像法、分离变量 有限元法 数学工具：矢量分析与场论 数值计算方法 专题讨论： 电磁场的能量 电磁波 电路参数计算 电磁场的工程应用 实验： 仿真实验 实物实验 12 参考书目 【1】 《工程电磁场导论》，冯慈璋、马西奎主编，高等教育出版社，2000 【2】《工程电磁场(第7版)》，（美）海特（Hayt，W.H.），（美）巴克（Buck，J.A.） 著，赵彦珍，李程，孙晓华 译，马西奎 审校，西安交通大学出版社，2009-01-01 【3】《工程电磁场数值计算》（第2版），倪光正等编著，机械工业出版社，2010 【4】 《电磁场数值计算方法与MATLAB实现》，何红雨编著，华中科技大学出版社，2003 【5】 《Ansoft 12 在工程电磁场中的应用》，赵博等编著，中国水利水电出版社，2009 【6】《Ansys 13.0 电磁学有限元分析-从入门到精通》，胡仁喜等编著，机械工业出版社，2011 13 考核方式： 平时成绩（作业+随堂考察）10%+期中测验10%+期末考试成绩80% 作业：A4纸，手写。缺一次扣1分，缺3次平时成绩记0分。补交作业按缺席处理。 随堂考察：缺一次扣1分，缺3次平时成绩记0分 14 主要内容 第1章 矢量分析与场论基础 第2章 静电场的基本原理 第3章 恒定电场的基本原理 第4章 恒定磁场的基本原理 第5章 时变电磁场的基本原理 第6章 电磁场边值问题的解析方法 第7章 电磁场边值问题的数值方法 第8章 电磁场的能量和力 第9章 平面电磁波 第10章 电路参数的计算原理 第11章 电气工程中的电磁场问题 15 16 17 梯度、散度和旋度-定义、计算公式和运算规则 散度定理、斯托克斯定理、格林定理、亥姆霍兹定理 18 19 1. 标量和矢量 矢量的单位矢量： 标量：一个只用大小描述的物理量。 1.1 矢量代数 矢量：一个既有大小又有方向特性的物理量，常用黑体字 母或带箭头的字母表示。 矢量的几何表示：一个矢量可用一条有方向的线段来表示 常矢量：大小和方向均不变的矢量。 20 矢量用坐标分量表示 21 （1）矢量的加减法 两矢量的加减在几何上是以这两矢量为邻边的平行四边形的对角线,如图所示。 矢量的加减符合交换律和结合律 2. 矢量的代数运算 在直角坐标系中两矢量的加法和减法： 22 （2）标量乘矢量 （3）矢量的标积（点积） ——矢量的标积符合交换律 23 （4）矢量的矢积（叉积） 用坐标分量表示为 写成行列式形式为 24 （5）矢量的混合运算 —— 分配律 —— 分配律 —— 标量三重积 —— 矢量三重积 ２．矢量函数的微分公式（自学） ３．矢量函数的积分公式（自学） 25 1.2 场的基本概念和可视化 1 场的概念 在自然界中，许多问题是定义在确定空间区域上的，在该区域上每一点都有确定的量与之对应，我们称在该区域上定义了一个场。 如电荷在其周围空间激发的电场，电流在周围空间激发的磁场等。如果这个量是标量我们称该场为