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第1章 导论 1

1.1 电磁能量概述 1

1.1.1 场与能 1

1.1.2 电磁场量 2

1.1.3 电磁单位制 3

1.1.4 电磁能量 4

1.2 电磁能量的分析方法 6

1.3 电磁能量的学习方法 7

思考题与习题 8

第2章 矢量分析 9

2.1 矢量及其代数运算 9

2.1.1 正交坐标系统 9

2.1.2 矢量代数运算 11

2.1.3 空间微元 13

2.2 标量场的方向导数和梯度 14

2.3 矢量场的环量和旋度 16

2.4 矢量场的通量和散度 20

2.5 矢量场的重要性质 23

2.6 矢量场的分类 25

2.7 矢量场的唯一性定理 26

2.8 泊松方程的解 27

思考题与习题 28

第3章 静电学 30

3.1 场源 30

3.2 库仑定律 32

3.3 电场强度 32

3.4 电位移矢量 38

3.5 标量电位 39

3.6 标量电位方程 42

3.7 电介质材料的极化 43

3.8 静电场中的导体 49

3.9 静电场的交界面衔接条件 50

3.10 静电场问题求解 56

3.10.1 直接积分法 56

3.10.2 高斯定理法 63

3.10.3 一维泊松方程问题 64

3.11 镜像法 68

3.12 格林函数法 84

3.13 复变换法 91

3.14 分离变量法 96

3.14.1 直角坐标系中的分离变量法 97

3.14.2 圆柱坐标系中的分离变量法 99

3.14.3 圆球坐标系中的分离变量法 103

3.15 静电能量 106

3.15.1 静电系统能量 106

3.15.2 静电系统电场力 108

3.16 电容器及其储能 112

思考题与习题 118

第4章 恒定电流电场 122

4.1 电流及其密度 122

4.2 恒定电流电场的特性 125

4.3 恒定电流电场的交界面衔接条件 127

4.4 电阻器及其电阻 129

4.5 静电比拟 132

4.6 非均匀介质问题 136

思考题与习题 138

第5章 静磁学 140

5.1 洛仑兹力 140

5.2 安培定律 142

5.3 毕奥-萨伐尔定律与磁感应强度 143

5.4 磁场强度 146

5.5 磁位 147

5.5.1 矢量磁位 147

5.5.2 标量磁位 151

5.6 磁介质特性 152

5.6.1 磁性材料 152

5.6.2 磁介质的磁化 153

5.7 磁化介质产生的磁场 156

5.7.1 磁偶极子产生的远场 156

5.7.2 磁化介质产生的矢量磁位与磁化电流 157

5.7.3 磁化介质产生的标量磁位与磁荷 158

5.8 静磁场交界面衔接条件与边值问题 159

5.8.1 静磁场交界面衔接条件 159

5.8.2 静磁场边值问题 161

5.9 电抗器及其电感 166

5.10 静磁场能量 169

5.11 磁场力 173

5.12 磁路 175

5.12.1 铁心磁路 175

5.12.2 环形螺线管磁路 177

5.12.3 永磁体磁路 178

5.12.4 复杂磁路 180

5.13 静磁屏蔽 181

思考题与习题 184

第6章 时变电磁场 188

6.1 麦克斯韦方程组 188

6.1.1 法拉第电磁感应定律 188

6.1.2 高斯定理 194

6.1.3 全电流定律 194

6.1.4 磁通连续性原理 195

6.1.5 麦克斯韦方程组的微分和积分形式 196

6.2 材料的本构关系 196

6.3 时变场的交界面衔接条件 197

6.4 时变电磁场的波动性 199

6.4.1 电磁场量的波动性 199

6.4.2 动态位函数的波动性 202

6.5 时变电磁场的能量 204

6.6 时谐电磁场 207

6.7 准静态电磁场 215

6.7.1 准静态电磁场的概念 215

6.7.2 准静态电场 215

6.7.3 准静态磁场 216

6.7.4 准静态时变电路理论 218

6.7.5 涡流及其损耗 227

6.7.6 电磁屏蔽 229

6.8 自旋电子学（Spintronics） 229

6.8.1 磁电阻效应 229

6.8.2 自旋转移效应 230

6.8.3 自旋累积效应 231

6.8.4 自旋动态模型 231

6.9 电磁能量转换装置 233

6.9.1 静止电磁能量转换装置 233

6.9.2 运动电磁能量转换装置 237

思考题与习题 241

第7章 均匀平面电磁波 244

7.1 理想介质中的平面电磁波 244

7.1.1 平面电磁波的传播特性 245

7.1.2 任意方向传播的平面电磁波 251

7.2 有耗介质中的平面电磁波 253

7.3 平面电磁波的极化 257

7.3.1 沿z轴正方向传播的平面电磁波极化 258

7.3.2 不沿坐标轴方向传播的平面电磁波极化 261

思考题与习题 267

第8章 传输线 269

8.1 概述 269

8.2 传输线分布参数模型 270

8.3 传输线方程 272

8.4 无损耗均匀传输线 276

思考题与习题 282

第9章 超导电磁能量 284

9.1 历史回顾 284

9.2 超导特性 285

9.2.1 零电阻现象 285

9.2.2 迈斯纳效应 287

9.2.3 磁通量子化和约瑟夫森效应 291

9.2.4 超导临界状态参数 292

9.3 伦敦方程 292

9.3.1 二流体模型 292

9.3.2 伦敦方程形式 293

9.3.3 伦敦方程的应用 295

9.4 超导体的应用 298

9.4.1 超导磁体（SM） 298

9.4.2 超导磁浮（SML） 301

9.4.3 超导故障电流限制器（SFCL） 302

9.4.4 超导能量存储、传输和转换装置 304

思考题与习题 304

附录 306

附录A 矢量恒等式 306

附录B 典型圆球面积分 307

附录C 标量电位与矢量磁位比较 309

附录D 电偶极子与磁偶极子比较 312

参考文献 315