工程电磁场-教学大纲(理论课)
(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
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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。
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。
《电磁场》教学大纲
《电磁场理论》教学大纲课程英文名称：Theory of Electromagnetic Fields课程编码：0806033002总学时数：64 其中讲课学时：64 实验学时：0 总学分数：4授课对象：电子信息工程专业、通信工程专业课程性质：必修课一、课程任务与目的通过本课程教学内容的学习，获取电磁场理论最必要的基本知识和基本分析技能。
通过学习可以提高学生的理论基础，增强抽象理念，电磁场理论是电子信息类专业学生必须具备的知识结构的重要组成部分之一．二、课程教学的总体要求通过本大纲所规定的电磁场理论课程的全部教学内容的学习，获得电磁场理论最必要的基本理论、基本知识和基本技能，为以后从事电子工程技术管理工作和科研工作打下基础．三、课程教学内容及基本要求第一章矢量分析（4学时）教学目的和要求：掌握矢量的运算规则，及高斯和斯托克斯定律教学重点：矢量运算教学难点：散度旋度梯度和无散场和无旋场教学方法：教师讲课为主、课堂讨论为辅教学主要内容：第一节标量与矢量第二节散度旋度第三节格林定理第四节亥姆霍兹定理第二章静电场（4学时）教学目的和要求：了解掌握真空中的静电场方程与介质中的静电场方程。
教学重点：电场强度介质极化边界条件。
教学难点：介质极化两种介质的边界条件。
教学方法：教师讲课为主、课堂讨论为辅教学主要内容：第一节电场强度、电通及电场线第二节介质极化第三节两种介质的边界条件第四节电场力第三章静电场的边值问题（4学时）教学目的和要求：了解掌握镜像法及分离变量法教学重点：镜像法分离变量法教学难点：分离变量法教学方法：教师讲课为主、课堂讨论为辅教学主要内容：第一节电位微分方程；第二节镜像法第三节分离变量法第四章恒定电流场（4学时）教学目的和要求：了解掌握电流密度电流连续性原理教学重点：电流连续性原理。
教学难点：电动势。
教学方法：教师讲课为主、课堂讨论为辅教学主要内容：第一节电流及电流密度；第二节电动势第三节电流连续性原理第五章恒定磁场（4学时）教学目的和要求：了解掌握恒定磁场的特点和边界条件。
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。
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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授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
8
1
0
0
11
20
基本内容
传导电流、运流电流和位移电流，全电流定理，电磁感应定律，麦克斯韦电磁场方程组，时变电磁场中不同媒质交界面的边界条件、解的唯一性定理，电磁场能量、坡印廷矢量及能量流，电磁动态位及其微分方程。
能力、技能目标和要求：理解恒定磁场的方程，熟练掌握安培环路定理，能进行自感和互感的简单计算，对恒定磁场有比较深刻的理解。
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
8
1
0
0
10
19
基本内容
磁感应强度与毕奥一萨瓦定律，磁通及其连续性原理，真空中的安培环路定理，非真空媒质中的安培环路定理，两媒质交界面上磁场的边界条件，磁场中的两个基本定理的微分形式，无电流区域中磁场的标量磁位与拉普拉斯方程，磁场的矢量磁位及泊松方程，磁场的镜像法，自感及其计算，互感及其计算，载电流回路系统的磁场能量及其分布，磁场力的计算
工科电类专业的电磁场课程是在大学物理的基础上开设的。该课程进一步介绍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。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。
16.其
其他要求和目标
2.能应用高斯定理、安培环路电律计算简单的场，能定性描述场的大致分布，能应用镜像法计算一些特殊的场，能在分析工程电磁场问题时写出相应的边值问题及正确写出边界条件。
3.理解电磁场能量的分布与传输，并可以通过虚位移法简单计算电场力、磁场力。
4．理解电容与电容的计算，理解双输电线电容，理解带电导体系统的电场能量及其分布，会计算接地电阻。
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
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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
知识目标和要求：理解常用坐标系、矢量运算、标量场、矢量场、哈密顿算子、梯度、散度、旋度、高斯定理、斯托克斯定理。
5.掌握平面电磁波在理想介质及导电媒质中传播的基本规律。并能对工程中一些基本交变电磁现象或特殊效应（衰减、透入、趋肤等）进行解释。
15.
通过本课程的学习，学生须具备的能力和技能
电类各专业的研究对象都是电磁现象在特定范围、条件下的体现与应用。定性分析各种电磁现象及定量计算各有关物理量是电工技术领域中工程技术人员和科技工作者必须具有的基础知识和技能。
重点和难点
本章重点：恒定电场的相应物理量计算，边界条件。
本章难点：恒定电场的相应计算，接地电阻。
第四章恒定磁场
章节目标及要求
知识目标和要求：理解磁通及其连续性原理、两媒质交界面上磁场的边界条件、磁场中的两个基本定理的微分形式，熟练掌握毕奥一萨瓦定律和安培环路定理，了解载电流回路系统的磁场能量及其分布 、无电流区域中磁场的标量磁位与拉普拉斯方程，掌握自感及其计算、互感及其计算，理解导磁场的矢量磁位及泊松方程，了解磁场力的计算。
考勤：课堂教学过程中，超过三次（含三次）无故不上课，不能参加最终的课程考试；
作业：课后作业必须认真完成，按时上交，迟交、补交均会扣分；
课堂纪律：禁止课堂上小声说话，鼓励参加课堂讨论，对在课堂积极回答问题的学生，在最终成绩上进行相应加分。
教学模式
17.
授课方式
授课方式
实施方法
学业评价方式
课堂讲授
利用课件讲授相关知识，利用仿真软件演示编程和调试方法
第九章传输线理论（选修部分）
章节目标及要求
知识目标和要求：无
能力、技能目标和要求：无
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
0
0
0
0
0
0
基本内容
无
重点和难点
本章重点：无
本章难点：无
9.
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。
北方民族大学
No工程电磁场
2.
课程英文名称: Engineering Electromagnetic Fields
3.
课程代码：c0105301
4.
课程学分：3
5.
课程性质:专业选修课
6.
先修课程：大学物理、高等数学、电路原理、数理方程
7.
开课学期：5
8.
适用专业：电气工程及其自动化
能力、技能目标和要求：能应用所学知识，通过与静电场的对比，对恒定电场进行相应的比拟和计算。着重注意二者之间的区别与联系，并掌握和简单应用。
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
8
0
0
0
10
18
基本内容
导电媒质中的恒定电场、局外电场，电流密度、欧姆定律及焦尔一楞次定律的微分形式，恒定电场的积分形式定理，媒质分界面上的边界条件，恒定电场中基本定理的微分形式与拉普拉斯方程，导电媒质中的恒定电场与电介质中静电场的比拟，接地电阻的计算。
重点和难点
本章重点：介质及煤质中的电磁波性质，衰减、透入深度、趋肤效应。
本章难点：介质及煤质中的电磁波性质。
第八章导行电磁波（选修部分）
章节目标及要求
知识目标和要求：无
能力、技能目标和要求：无
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
0
0
0
0
0
0
基本内容
无
重点和难点
本章重点：无
本章难点：无
能力、技能目标和要求：对电介质中的平面电磁波，尤其是理解理想电介质中的正弦平面电磁波有比较深的认识，对导电及半导电媒质中的平面电磁波、波的衰减与透入深度，以及电流与磁通的趋肤效应、涡流有一定的了解。
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
8
1
0
0
11
20
基本内容
电介质中的平面电磁波，理想电介质中的正弦平面电磁波，导电及半导电媒质中的平面电磁波、波的衰减与透入深度，电流与磁通的趋肤效应、涡流，正弦平面电磁波对理想导体平面的垂直入射。
能力、技能目标和要求：理解唯一性定理的思想，比较熟练地掌握镜像法，对电容及电场能量有一定了解，会运用虚位移法计算电场力。
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
8
1
0
0
12
21
基本内容
静电场的唯一性定理及其应用，平行双电轴法，无限大导电平面的镜像法，球形导体面的镜像，无限大介质交界平面的镜像，电容与电容的计算，双输电线的电容，多导体系统的部分电容，带电导体系统的电场能量及其分布，虚位移法计算电场力。
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。
本章难点：镜像法、虚位移法。
第三章恒定电场
章节目标及要求
知识目标和要求：理解导电媒质中的恒定电场、局外电场，掌握电流密度、欧姆定律及焦尔一楞次定律的微分形式，掌握恒定电场的积分形式定理，理解媒质分界面上的边界条件，理解恒定电场中基本定理的微分形式与拉普拉斯方程，理解导电媒质中的恒定电场与电介质中静电场的比拟，会进行简单问题中接地电阻的计算。
重点和难点
本章重点：麦克斯韦电磁场方程组及应用，能流密度矢量。
本章难点：麦克斯韦电磁场方程组的建立、理解及应用。
第七章平面电磁波
章节目标及要求
知识目标和要求：理解电介质中的平面电磁波，理解理想电介质中的正弦平面电磁波，理解导电及半导电媒质中的平面电磁波、波的衰减与透入深度，理解电流与磁通的趋肤效应、涡流，了解正弦平面电磁波对理想导体平面的垂直入射。
能力、技能目标和要求：掌握矢量运算规则，掌握场量的计算，理解高斯、斯托克斯定理。
授课方式及学时分布
面授
开放学时
总学时
理论
讨论辅导
实践实验
其他
3
0
0
0
4
7
基本内容
三种常用的坐标系，矢量及其代数运算，标量场和矢量场，哈密尔顿算子，标量场的方向导数和梯度，矢量场的散度和高斯定理，矢量场的旋度和斯托克斯定理，格林标量定理，亥姆霍兹定理，矢量恒等式。
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。