工程电磁场课程教学大纲
电磁场工程数学基础教学大纲
电磁场工程数学基础教学大纲《电磁场工程数学基础》课程教学大纲课程代码：030732035课程英文名称：Electromagnetic Field Engineering Mathematics Foundation课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0适用专业：电类各专业大纲编写（修订）时间：2017.5一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是电类专业的一门重要的技术基础课。
电类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围和条件下的体现,分析电磁现象的定性过程和定量计算方法是电类各专业学生掌握专业知识和技能的基础之一,因而电磁场课程所涉及的内容，是合格的电类专业本科生所应具备的知识结构的必要组成部分。
不仅如此，电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。
因此，学习这一课程不仅为学习专业课程准备了必要的基础知识，而且将对培养学生严谨的科学学风、科学方法以及抽象的思维能力、创新精神等，都起着十分重要的作用。
通过本课程的学习，学生应从整体上掌握电磁场的基本概念、基本属性、基本理论和基本分析方法，了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法，了解电磁场的主要应用领域及其原理，训练分析问题、归纳问题的科学方法，培养用数学工具分析问题，解决问题的能力。
为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求本课程在普通物理和工程数学的基础上，主要研究电磁场与电磁波的基本属性，运动规律，与物质的相互作用及其应用等，包括电磁场的数学物理基础、电磁场中的基本物理量和基本实验定律、静电场分析、静电场边值问题的解析法、稳恒磁场等部分。
每个部分根据教学内容要求再分若干章节，循序渐进，便于学生学习掌握。
通过本课程教学，培养学生具有运用场的观点定性分析和定量计算工程电磁场问题的初步能力，具体应达到下列要求：1. 使学生对电磁场的基本概念、基本理论、基本分析方法和电磁场的能量和力效应等内容能够有比较全面的认识和正确的理解与掌握, 并了解物质的基本电磁性质和电磁场理论的一些应用，具有初步的应用能力；能对工程中一些基本交变电磁现象进行解释。
(完整word)工程电磁场-教学大纲(理论课)
教师面授学时
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实验实践
其他
48
48
0
0
12.
本教学大纲撰写者签名：李学生
13.
系主任签名:李学生
院长签名：
课程目的及要求
14.
通过本课程的学习，学生必须掌握的知识
1.理解重要的物理量：电场强度，电位移,电位，电流密度矢量，磁感应强度,磁场强度,矢量磁位等物理意义，深入理解电磁场的重要性质和规律；积分形式和微分形式的Maxwell方程组。
重点和难点
本章重点：唯一性定理、镜像法、虚位移法计算电场力。
4.参考书四：《电磁场与电磁波》,王家礼，西安电子科技大学出版社
5。参考书五：《电磁波理论》（英文版），孔金瓯，高等教育出版社
27.
参考网站
。cn/dcc
http：///
28.
课程内容
第0章预篇 矢量分析与场论基础
章节目标及要求
重点和难点
本章重点:电场强度及电位函数的计算、高斯定理的应用，边界条件。
本章难点：高斯定理、边界条件。
第二章静电场(二）
章节目标及要求
知识目标和要求：理解静电场的唯一性定理，理解平行双电轴法，掌握无限大导电平面的镜像法、球形导体面的镜像和无限大介质交界平面的镜像，了解电容与电容的计算，了解双输电线的电容，了解带电导体系统的电场能量及其分布,掌握虚位移法计算电场力。
通过考勤、作业、课堂提问和结课考试等环节考查学生学习情况
课内实验
在实验室利用实验设备培养学生的实际编程和调试能力
通过当场提问，检查程序运行结果，撰写实验报告等环节考查学生的实际动手能力
21.
学业评价指标体系
《工程电磁场》课程教学大纲
《工程电磁场》课程教学大纲课程编号: 00200680课程名称：工程电磁场英文名称：Engineering Electromagnetic fields总学时：56总学分：3.5适用对象: 电气工程及其自动化专业本科先修课程：大学物理、高等数学一、课程性质、目的和任务工程电磁场是电气工程及其自动化专业的技术基础课之一。
设置本课程的目的是让学生从整体上掌握宏观电磁场的基本定律、基本原理和基本分析方法，了解电磁场边值问题的表述以及数值计算方法，了解电磁场观念和方法在电气工程中的应用，为后续课程的学习和解决工程电磁场问题打下良好的基础。
二、教学要求和内容（一）基本要求1.理解库仑定律、安培定律和法拉第定律的作为电磁场理论基础的重要性；2.理解电场强度、电位移矢量、电位、电流密度、磁感应强度、磁场强度、矢量磁位和标量磁位等基本概念；3.理解静电场的环路定理和高斯通量定理、恒定电场的电流连续性定理、恒定磁场的安培环路定理和磁通连续性定理；4.全面理解麦克斯韦方程组的微分形式和积分形式；5.理解媒质中电磁场的辅助方程；6.理解电磁场媒质分界面的衔接条件；7.了解电偶极子的电磁辐射原理，理解近场和远场概念；8.掌握电磁场由源到场的积分叠加方法；9.掌握利用定理积分形式求解具有对称性和均匀性电场和磁场的方法；10.掌握电场和磁场的镜像法；11.掌握各类电磁场边值问题的表述方法；12.掌握电磁场边值问题的解析积分解法，了解直角坐标系的分离变量法；13.理解坡印亭矢量，了解电磁场能量的分布和转换规律；14.了解平面电磁波的垂直入射、反射和透射等基本传播规律；15.了解电容、电阻和电感等电路参数的定义和计算方法。
16.了解电磁场边值问题数值计算的有限元法；17.初步了解电气工程中电磁场问题的表述、求解步骤以及电磁场分布规律。
基本内容1.矢量分析与场论；2.静电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；3.恒定电场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；4.恒定磁场的基本定律、基本定理、基本解法和边值问题；5.时变电磁场的基本定律、基本定理、基本解法和准静态场的边值问题；6.电磁辐射原理；7.电磁场边值问题的解析方法；8.电场和磁场的镜像法；9.有限元法；10.电磁场的能量及其转换规律；11.均匀平面电磁波的传播规律；12.电路参数的定义和计算方法；13.电气工程中的电磁场问题简介。
输电线路工程方向《工程电磁场》课程教学大纲
输电线路工程方向《工程电磁场》课程教学大纲课程中文名称：工程电磁场课程英文名称：Engineeringelectromagnetism 课程编号：C1006 应开课学期：3学时数：32 学分数：2适用专业：电气工程及其自动化（输电线路工程方向）课程类型,专业核心课程/必修先修课程：高等数学I、大学物理I一、课程性质本课程是电气工程及其自动化（输电线路工程方向）专业的专业核心课程。
工程电磁场是研究电气工程中电磁现象及其变化规律的科学，主要研究静电场、恒定电场、恒定磁场和时变电磁场的规律。
通过对电磁场规律的研究，能够从整体上掌握电磁场的基本定律、基本规律和基本分析方法，最终为电气工程中电磁问题的提出、计算分析和电磁设计提供科学依据。
二、课程目标通过本课程的理论教学和实践训练，使学生具备下列能力：1、能够运用数学、物理学知识恰当表述电磁场问题，能够将电磁场工程问题表述成物理问题和数学问题。
2、能够利用电气工程、计算机基础知识解决电气工程中的电磁场问题。
3、能够工程基础和专业知识分析和优化电力系统中的电磁场问题。
4、能够运用电磁场基本理论识别和判断电力系统问题的关键环节和电磁参数。
5、能够根据电磁场基本原理计算、优化设计方案，提出优化措施。
6、能够根据电气工程中电磁场基本问题选择、开发用于电磁场计算的技术、资源和工具用于解决工程问题。
三、支撑的毕业要求四、教学内容、学时安排和基本要求第一章矢量分析与场论基础（4学时）重点难点：梯度、散度、旋度（1）了解矢量分析的内容。
（2）理解方向导数和梯度的含义。
（3）理解通量与散度的含义。
（4）理解环量与旋度的含义。
第二章静电场的基本原理（6学时，含专题讨论1学时）重点难点：基本概念，高斯定理，边值条件。
（1）掌握电场强度、电位的概念。
（2）掌握高斯定理、静电场的边值条件。
（3）了解电介质的极化。
（4）了解静电场边值问题。
第三章恒定电场（2学时）重点难点：欧姆定律微分形式（1）了解电流密度的概念（2）理解恒定电场的规律（3）r解恒定电场边值问题第四章恒定磁场（6学时，含专题讨论1学时）（1）掌握磁感应强度、矢量磁位的概念（2）掌握安培环路定理、恒定磁场边值条件（3）了解磁媒质的磁化（4）了解恒定磁场边值问题重点难点：安培环路定理，恒定磁场边值条件第五章时变电磁场的基本原理（2学时）（1）了解法拉第电磁感应定律（2）了解全电流定律（3）掌握电磁场基本方程组重点难点：电磁场基本方程组第六章电磁场边值问题的解析方法（2学时）（1）理解镜像法的基本原理（2）掌握平面边界静电场镜像法（3）掌握球面边界静电场镜像法重点难点：镜像法的基本原理与实施方法第七章电磁场边值问题的数值方法（0学时）不做教学安排，有兴趣的学生可以课下自学，也不作为考核内容。
工程电磁场课程教学大纲
工程电磁场课程教学大纲课程名称：工程电磁场英文名称：Engineering Electromagnetics课程编号：4学时数：48其中实验学时数：4课外学时数：0学分数：3适用专业：电气工程及其自动化一、课程的性质、目的和任务工程电磁场是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，采用双语教学，该课程介绍了宏观电磁场的基本性质和基本规律，并介绍其应用方面的基本知识及技能。
通过本课程的学习，使学生掌握电磁场的基本理论和分析计算的基本方法以及初步实验技能，使学生对工程中的电磁现象与电磁过程，能应用场的观点进行初步分析，对一些简单的问题能进行计算，为学习专业或进一步研究电磁场问题，准备必要的理论基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（一）基本要求：电场强度、电位移、电位、电流密度、磁感应强度、磁场强度、磁矢位、磁位和动态位等重要物理量的物理意义（理解）。
梯度、散度和旋度的概念（理解）。
高斯公式和斯托克斯公式计算通量和环量（熟练掌握）。
静电场基本方程、泊松方程和拉氏方程（掌握）。
恒定电场基本方程和辅助方程、不同介质分界面上的边界条件，恒定磁场基本方程和边界条件（掌握）。
镜像法解决特殊场的问题（掌握）。
深入理解电磁场的重要性质与规律——积分形式和微分形式的电磁场基本方程组（熟练掌握）。
达朗贝尔方程求解过程和辐射现象（了解）。
介质中电磁波的波速、波阻抗、透入深度、集肤效应、邻近效应和电磁屏蔽的概念（理解）。
平面电磁波在理想介质及导电媒质中传播的基本规律（掌握）。
（二）重点：高斯公式和斯托克斯公式。
静电场、恒定电场及恒定磁场的基本方程和边值问题。
镜像法。
全电流定律和电磁场基本方程组。
平面电磁波传播规律。
（三）难点：用高斯公式和斯托克斯公式来计算通量和环量。
静电场边值问题和镜像法。
电流密度概念。
矢量磁位和标量磁位概念。
位移电流和动态位。
三、教学方式及学时分配以讲授和练习为主，自己学习为辅。
本课程的其他教学环节主要为作业和课堂测验，对没上交作业数量超过规定上交作业数量一半以上的学生将不允许参加期末考试。
工程电磁场课程设计
工程电磁场课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电磁场的基本概念，掌握电磁场的基本定律，如麦克斯韦方程组；2. 学会分析电磁场在实际工程中的应用，如电磁波传输、电磁兼容性等；3. 掌握电磁场问题的求解方法，如分离变量法、镜像法等。
技能目标：1. 能够运用所学知识，解决实际的电磁场问题，设计简单的电磁设备；2. 培养运用数学软件（如MATLAB）进行电磁场仿真的能力；3. 提高团队协作能力，通过小组讨论、汇报等形式，提升沟通和表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电磁场学科的兴趣，激发学习热情，形成积极向上的学习态度；2. 引导学生关注电磁场技术在我国的最新发展动态，增强国家意识和社会责任感；3. 培养学生勇于探索、敢于创新的精神，提高面对复杂工程问题的自信心。
本课程针对高年级本科或研究生阶段的学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生的电磁场分析与应用能力。
课程目标旨在使学生掌握电磁场基本知识，具备解决实际工程问题的能力，同时培养良好的学习态度和价值观。
通过具体的学习成果分解，为后续的教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 电磁场基本概念：磁场、电场、电磁场；电磁场与电磁波的关系；教材章节：第一章第一节2. 麦克斯韦方程组：积分形式和微分形式；边界条件；教材章节：第一章第二节3. 电磁场求解方法：分离变量法、镜像法、有限差分法；教材章节：第二章4. 电磁场应用：电磁波传输、电磁兼容性、电磁场在生物医学中的应用；教材章节：第三章5. 电磁场仿真：MATLAB软件操作，建模与仿真；教材章节：第四章6. 电磁设备设计：天线设计、电磁兼容设计、传感器设计；教材章节：第五章教学内容按照教学大纲的安排，从基本概念、理论、方法、应用和设计等方面展开，注重科学性和系统性。
通过对教材章节的合理安排和进度控制，使学生能够逐步掌握电磁场相关知识，提高实际应用能力。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，系统讲解电磁场的基本概念、理论和方法，使学生掌握课程核心知识。
工程电磁场与波教学大纲
《工程电磁场与波》课程教学大纲课程代码：031131003课程英文名称：Electromagnetic Field and Waves课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0适用专业：电气工程及其自动化专业大纲编写（修订）时间：2017.10一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《工程电磁场与波》电气自动化专业的一门专业必修课程。
在大学物理中电磁学部分的基础上，通过本课程的学习，使学生进一步掌握宏观电磁场的基本性质、基本规律和基本计算方法。
能利用电磁场的观点分析和解决电气工程及其自动化领域中的基本电磁问题。
本课程为电气工程及其自动化类专业本科生的后续课程诸如电机学、高电压技术、电力系统分析、电气设备、微波技术基础等课程的学习奠定理论基础，也为本科生毕业后从事科学研究和技术创新提供理论支撑。
通过该课程的学习，使学生对工程中的电磁现象与电磁过程能应用场的观点进行分析和计算，为进一步的专业学习及研究电磁场问题准备理论基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1. 知识结构要求：⑴工具性知识：具有一定的电气专业应用软件的使用技能；⑵自然科学知识：具有扎实的数学和物理学等方面的基础知识；⑶工程技术知识：掌握一定的应用工程原理等方面的基础知识和基本技能；⑷专业知识：掌握电子电路基本理论知识、电磁学基础理论知识，了解本学科的发展动态与趋势。
2.能力要求：⑴具有一定的抽象思维能力；⑵具有严谨的科学学风；（三）实施说明《工程电磁场与波》是一门理论与工程应用相结合的一门课程，既要重视理论知识的传授，又要结合工程应用进行分析。
因此，在教学过程中，教师可根据学生的知识和技能基础进行课程内容的调整，本教学大纲只具有指导性作用。
（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
本课程主要的先修课程为：高等数学，大学物理。
（五）对习题课、实验环节的要求学生在学习《工程电磁场与波》课的过程中需要借助各种典型例题，加深对本课程主要内容的理解，做一定数量习题是掌握和巩固基本概念的有力手段。
电磁场教学大纲
电磁场教学大纲一、课程基本信息1、课程名称：电磁场2、课程类别：专业基础课3、课程学分：＿____4、课程总学时：＿____5、授课对象：＿____二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握电磁场的基本概念、基本理论和基本分析方法，了解电磁场在工程技术中的应用，培养学生的科学思维能力和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1、知识目标掌握电磁场的基本物理量、基本定律和定理。
理解静电场、恒定电场、恒定磁场和时变电磁场的基本特性和分析方法。
了解电磁波的传播、辐射和散射等基本概念。
2、能力目标能够运用电磁场的基本理论和分析方法，解决简单的电磁场问题。
具备一定的数学推导和计算能力，能够对电磁场问题进行定量分析。
培养学生的创新思维和实践能力，能够运用所学知识解决实际工程中的电磁场相关问题。
3、素质目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的工作作风。
激发学生对电磁场学科的兴趣，提高学生的自主学习能力和团队协作精神。
三、课程内容1、电磁场的数学基础矢量分析场论基础电磁场的基本方程2、静电场静电场的基本概念和定律静电场中的导体和电介质静电场的边值问题电容和静电场能量3、恒定电场恒定电场的基本概念和定律恒定电场中的电阻和电导恒定电场的计算4、恒定磁场恒定磁场的基本概念和定律恒定磁场中的磁介质恒定磁场的边值问题电感和恒定磁场能量5、时变电磁场法拉第电磁感应定律位移电流和麦克斯韦方程组电磁波的基本概念和性质电磁波的传播6、电磁场的辐射与散射电偶极子和磁偶极子的辐射天线的基本原理和参数电磁波的散射四、课程重点和难点1、课程重点电磁场的基本方程和边界条件的应用。
静电场、恒定电场、恒定磁场的分析和计算方法。
麦克斯韦方程组的理解和应用。
电磁波的传播特性和天线的基本原理。
2、课程难点电磁场的边值问题的求解。
电磁波的辐射和散射的分析。
复杂电磁场问题的数学建模和求解。
五、教学方法1、课堂讲授采用多媒体教学手段，结合实例讲解电磁场的基本概念、理论和方法。
《电磁场》课程教学大纲(本科)
《电磁场》课程教学大纲课程编号：08113111课程名称：电磁场英文名称：Electromagnetics课程类型：学科基础课课程要求：必修学时/学分：48/3（讲课学时：38 实验学时：4 上机学时：6）适用专业：电气工程及其自动化一、课程性质与任务电磁场是电气工程及其自动化专业学生学习和掌握电磁场理论基础知识和基本分析方法的学科基础课，也是学生将来学习相关专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重电磁场基本知识、基本理论和基本分析方法的讲解。
通过课程的学习，能够将电磁场理论用于求解复杂工程问题，能够分析工程实践中遇到的复杂工程问题，并给出合理解释。
二、课程与其他课程的联系先修课程：高等数学，大学物理，电路原理。
后续课程：电机学，电器学，电力工程，高电压工程等。
三、课程教学目标1.通过本课程的学习，使学生了解掌握电磁场的基本理论知识，分析计算的基本方法，为后续的课程的学习和学生将来工作需要准备必要的基础知识。
（支撑毕业要求1.3）2.能够运用电磁场理论对电气工程领域的相关专业问题进行分析与计算。
（支撑毕业要求1.3）四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、自学、实验、上机、撰写小论文及平时测验等教学手段和形式完成课程教学任务。
在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解电磁场理论的体系、主线，掌握电磁场理论的基本概念，基本原理和各种电磁场分析方法，强调电磁场理论的工程应用背景以及计算机辅助技术在电磁场分析中的应用。
在自学教学环节中，对课程中某些有助于进一步拓宽电磁场理论知识的内容，通过教师的指导，由学生自学完成。
这些内容包括静电场的边值问题，分离变量法，磁准静态场与集肤效应、透入深度、涡流及其应用，电磁辐射，波导和谐振腔的工作原理等。
通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。
七、考核方式最终成绩由平时表现、测验、作业、实验、上机和期末笔试成绩组合而成，各部分所占比例如下：平时表现成绩：5%。
工程电磁场课程教学大纲
《工程电磁场》课程教学大纲央又名称：Engineering Electromagnetic Field课程编号：02170060课程类别：专业课，选修课总学时数：36学分：2开课单位：电气与信息工程学院适用专业：电气工程及其自动化一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课程。
它讲授物质电磁属性存在的性质及电磁波运动形式及其规律。
该课程主要目的和任务是培养学生：在大学物理和高等数学的基础上，系统掌握电磁场的基本概念、基本原理和基本规律，具备用场的观点对电气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；了解电磁场定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础；掌握电场、磁场的基本性质及电磁波的运动形式，为微波通信、天线理论、光纤通信打下坚实的理论基础。
通过电磁场理论的逻辑推理，使同学具有科学的思维方法和勇于探索问题、解决问题的能力。
二、课程教学内容及教学要求第零章矢量分析及场的概念1.教学内容(1)矢量的代数运算(2)场的基本概念(3)标量场的梯度(4)矢量场的散度和旋度(5)矢量积分定理2.重点、难点重点：矢量距离、点乘、叉乘、梯度、散度、旋度、散度定理、斯托克斯定理、赫姆霍兹定理；难点：梯度、散度和旋度的物理意义3.教学基本要求理解学习工程电磁场的意义；掌握矢量分析的基本概念和定律；了解场论中梯度、散度、旋度、通量和环量等基本概念。
第二章静电场1.教学内容(1)电场强度(2)高斯定理(3)静电场基本方程(4)静电场边值问题(5)静电场问题的计算方法(6)静电能量与力2.重点、难点重点：库仑定理；高斯定理；泊松方程；拉普拉斯方程；分离变量法；电轴法；镜像法难点：电场强度与电位之间的关系、叠加原理的分别和独立作用原则、求解边值问题3.教学基本要求理解电场强度与电位的定义、电场强度线积分与路径无关的性质和电场强度与电位之间的关系；了解静电场中的导体和电介质，极化强度和电位移向量；掌握高斯通量定理和无旋性构成的静电场的基本方程及电场强度、电位和电位移在不同媒质分界面的边界条件，泊松方程和拉普拉斯方程，了解求解边值问题的常用的方法和场的实验研究；理解边值问题解答的唯一性；掌握简单的静电场问题的计算方法；理解能量、能量密度和力的概念。
工程电磁场 教学大纲
工程电磁场课程教学大纲课程名称：工程电磁场课程类型：专业技术基础课学时：48（其中理论教学42学时，实验4学时，考试2学时）适用对象：电气工程类专业本科生先修课程：高等数学、矢量分析与场论、物理电磁学一、本课程的性质、目的与任务及对先开课程的要求本课程是电气工程类各专业的一门重要的技术基础课，它不仅是许多专业课程的重要基础，而且是许多新兴边缘学科的发展基础和生长点。
本课程从电磁场的角度研究电磁物质的基本属性、运动规律及其相互作用，介绍宏观电磁场分布及电磁波传播的基本规律和特性，介绍工程应用中电磁场与电磁波问题的基本分析方法和计算方法，是进一步深入学习和研究解决各种复杂的电磁场与电磁波工程实际问题的基础。
电磁场理论是体系完整的经典理论，灵活而抽象。
学生学习和掌握此理论，不仅可以积累必要的知识，而且可以培养学生抽象思维的能力，提高将物理概念和数学方法相互结合、解决工程实际问题的能力，使学生树立严谨的科学态度、掌握正确的思维方法、提高基本素质。
通过本课程的教学，培养学生用场的观点对电磁场与电磁波现象进行分析和判断的能力，并对一些典型的电磁场问题进行计算。
学生应先行学习高等数学、矢量分析与场论、物理电磁学等课程。
二、教学基本要求通过本课程的教学，学生应掌握静态和时变电磁场的基本性质、典型分析方法，正确理解电磁场的基本概念，并能运用这些概念分析和处理一些典型的电磁场边值问题，掌握宏观电磁场的基本规律，对电磁场的整体理论体系有一个比较完整的理解，从而为学习后续课程及继续深造打下扎实的基础。
三、具有以下能力1. 对一般电磁场问题进行计算、分析的能力；2. 对复杂电磁场问题建立数学模型的能力；四、课程内容、学时分配及基本要求（一）基本要求1．理解重要物理量：电场强度、电位移、电位、电流密度、磁感应强度、磁场强度、矢量磁位、动态位的定义并进行简单的计算。
2．熟练掌握库仑定律、高斯定理、安培环路定律、法拉第电磁感应定律的内容，并能应用它们计算简单的电磁场问题。
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工程电磁场课程教学大纲
《工程电磁场》课程教学大纲
英文名称：Engineering Electromagnetic Field 课程编号：02170060 课程类别：专业课，
选修课总学时数：36 学分：2
开课单位：电气与信息工程学院适用专业：电气工程及其自动化
一、课程的性质、目的和任务
本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课程。
它讲授物质电磁属性存在的性质及电磁波运动形式及其规律。
该课程主要目的和任务是培养学生：在大学物理和高等数学的基础上，系统掌握电磁场的基本概念、基本原理和基本规律，具备用场的观点对电气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；了解电磁场定量分析的基本途径，为进一步学习和应用各种较复杂的电磁场计算方法打下基础；掌握电场、磁场的基本性质及电磁波的运动形式，为微波通信、天线理论、光纤通信打下坚实的理论基础。
通过电磁场理论的逻辑推理，使同学具有科学的思维方法和勇于探索问题、解决问题的能力。
二、课程教学内容及教学要求
第零章矢量分析及场的概念1．教学内容（1）矢量的代数运算（2）场的基本概念（3）标量场的梯度（4）矢量场的散度和旋度（5）矢量积分定理 2．重点、难点
重点：矢量距离、点乘、叉乘、梯度、散度、旋度、散度定理、斯托克斯定理、赫姆霍兹定理；难点：梯度、散度和旋度的物理意义 3．教学基本要求
理解学习工程电磁场的意义；掌握矢量分析的基本概念和定律；了解场论中梯度、散度、旋度、通量和环量等基本概念。
第二章静电场 1．教学内容
（2）高斯定理（3）静电场基本方程（4）静电场边值问题（5）静电场问题的计算方法（6）静电能量与力 2．重点、难点
重点：库仑定理；高斯定理；泊松方程；拉普拉斯方程；分离变量法；电轴法；镜像法
难点：电场强度与电位之间的关系、叠加原理的分别和独立作用原则、求解边值问题3．教学基本要求
理解电场强度与电位的定义、电场强度线积分与路径无关的性质和电场强度与电位之间的关系；了解静电场中的导体和电介质，极化强度和电位移向量；掌握高斯通量定理和无旋性构成的静电场的基本方程及电场强度、电位和电位移在不同媒质分界面的边界条件，泊松方程和拉普拉斯方程，了解求解边值问题的常用的方法和场的实验研究；理解边值问题解答的唯一性；掌握简单的静电场问题的计算方法；理解能量、能量密度和力的概念。
第三章恒定电场 1．教学内容（1）电流
（2）电动势和局外场强（3）恒定电流场的基本方程（4）恒定电流场与静电场的比拟2．重点、难点
重点：体电流面密度和面电流线密度，传导电流和运流电流，电荷守恒定律—电流连续性方程，稳恒电流场的基本方程及其边界条件，与介质中静电场的对偶关系
难点：计算电导的静电比拟法及其它多种计算电导的方法：设电流法、设电压法、积分法等 3．教学基本要求
理解电流与电流密度的定义、欧姆定律的微分形式、功率密度和电流连续性原理；掌握导电媒质中的恒定电场的基本方程和不同媒质分界面上的边界条件；理解导电媒质中的恒定电场静电场的比拟。
第四章恒定磁场 1．教学内容（1）磁感应强度（2）安倍环路定理（3）恒定磁场的基本方程（4）恒定磁场的边值问题（5）磁位（6）标量磁位
（8）磁路及其计算 2．重点、难点
重点：磁通连续性原理；矢量势及其泊松方程；安培环路定律；真空中磁场的基本方程；三种传导电流即线电流、面电流、体电流分布的磁矩及其磁场；稳恒磁场对磁偶极子的作用力矩；磁感应强度法向分量的连续性；磁场强度切向分量的跃变及其矢势表示式；不同媒质间磁场边界条件的三种表达式，即积分式、微分式、矢势式或标势式；磁场的能量；磁场的能量密度
难点：计算两无限长直线电流的矢势和磁场；磁偶极子的矢势和磁场；理想导磁体表面上的磁场及其与导体表面上电场的比较；求解稳恒磁场的5种方法，即毕奥─萨伐尔定律、安培环路定律、矢势法、泊松方程的直接积分法、磁标势法；磁场的自能和互能。
3．教学基本要求
理解磁感应强度、磁场强度、磁化强度的定义及三者间关系和磁通连续性原理；了解磁偶极子、偶极矩、磁化率和磁化电流的概念；理解并会用毕-沙定律和安培环路定律；掌握恒定磁场的基本方程和镜象电流法；理解磁感应强度、磁场强度、标量磁位、矢量磁位在
不同媒质分界面上的边界条件；掌握两种位函数满足的方程；了解磁场能量和磁场力；了解磁路的概念和计算。
第五章时变电磁场 1．教学内容
（1）法拉第电磁感应定理（2）位移电流（3）麦克斯韦方程组（4）时变电磁场的边界
条件（5）时变电磁场的能量与能流（6）正弦电磁场（7）波动方程
（8）时变电磁场中的位函数 2．重点、难点
重点：法拉第电磁感应定律的数学表达式；感应电动势和感应电流的方向与磁场方向的
关系；感生电动势和动生电动势的计算；感应电场；位移电流、全电流的连续性和全电流定律；麦克斯韦方程组；洛仑兹力公式；坡印亭定理；同轴线介质中的电场和内、外导体表面上的电荷面密度；达朗贝尔方程。
难点：运动线框中的感应电动势的计算；位移电流的计算；正弦电磁场的复振幅和复矢量；洛仑兹条件。
3．教学基本要求
理解电磁感应定律、时变条件下的电流连续性方程；掌握麦克斯韦方程及其物理意义；理解坡印廷矢量的含义并会应用坡印廷定理分析电磁能传输的问题；了解动态位与场量间的基本关系；了解正弦电磁波的基本特征；
第六章平面电磁波
（1）无耗媒质中的平面电磁波（2）导电媒质中的平面电磁波（3）电磁波的极化（4）
平面电磁波的正入射（5）平面电磁波的反射与折射 2．重点、难点
重点：电磁波的波动方程及其解；均匀平面波的传播特性：波速、波数和相位常数、波长，波阻抗；电场与磁场间的转换公式；均匀平面波的能量密度和能流密度；均匀平面电磁波的性质；反射定律与折射定律；平行极化波和垂直极化波的菲涅尔公式，平行极化波无反射的布儒斯特角；电磁波在理想导体表面上的全反射。
难点：均匀平面波的波阻抗；左旋和右旋圆极化波与椭圆极化波及其表示式；电磁波的相速度和群速度；电磁波在不同媒质分界面上的反射和折射。
3．教学基本要求
掌握理想介质中传播的均匀平面电磁波的波动方程及其解；熟练掌握电磁波在理想介质中的传播特性，包括均匀平面电磁波的波速、波数和相移常数、波长，波阻抗，能量密度和能流密度；掌握电磁波的极化和均匀平面电磁波的性质；掌握电磁波在介质分界面上的反
射定律与折射定律，平行极化波无反射的布儒斯特角和全反射的临界角，以及正入射时的反射系数和透射系数；理解平行极化波和垂直极化波的菲涅尔公式及非均匀表面波。
第七章均匀传输线中的导行电磁波 1．教学内容
（1）无损耗均匀传输线方程（2）无损耗均匀传输线的传播特性（3）无损耗传输线中
波的反射和透射（4）无损耗传输线的入端阻抗（5）无损耗传输线的阻抗匹配（6）有
损耗均匀传输线 2．重点、难点
重点：均匀传输线的稳态分析方法；电压波和电流波的传播特性；电磁波在有耗媒质中
的传播特性及电磁波的相速和群速；
难点：有损耗传输线的无畸变条件；有耗媒质的复磁导率。
3．教学基本要求
熟练掌握均匀传输线的稳态分析方法；深刻理解电压波和电流波的传播特性 ( 行波、驻波、匹配等 ) ；掌握有损耗传输线的无畸变条件；理解电磁波在有耗媒质中的传播特性及电磁
波的相速和群速；了解有耗媒质的复磁导率。
第八章波导与谐振腔
（1）导行电磁波的分类及其一般特性（2）矩形波导（3）介质波导（4）谐振腔 2．重点、难点
重点：用Ez和Hz表示E和H得便其它分量；矩形波导中的TE波、TM波、传输特性、TE10波；
难点：谐振腔的谐振频率和品质因素 3．教学基本要求
掌握用Ez和Hz表示E和H得便其它分量，理解TEM、TE和TM模式的定义。
掌握导
行电磁波的分
类和矩形波导特性；理解谐振腔原理；掌握谐振腔的谐振频率和品质因素。
三、建议学时分配表
四、课程考核方式与成绩评定
1．考核方式：笔试（一页开卷） 2．成绩评定：
总评成绩构成：平时考核（40）％；期末考核（60）％平时成绩构成：考勤考纪（ 30）％；作业（ 70）％；
五、建议教材及参考资料
建议教材：
张洪欣等编，电磁场与电磁波（第二版），清华大学出版社，2016年版参考资料：
1.冯慈璋主编，《工程电磁场导论》，高等教育出版社，2000年版
2.(美)威廉 H. 哈伊特(William H. Hayt,Jr.)约翰 A.比克(John A. Buck)著，《Engineering。