高普特考講重點【電磁學】

本書是以筆者二十四年來長期教授電磁學、電磁波、天線工程與微波工程的講義為基礎，再加上多年來的教學經驗，並廣泛採取國外同類著作的優點編寫而成。

本書具有下列幾項特點：

1.就筆者的教學經驗，一般學生在學習電磁學，特別是電磁波的課程中，往往被繁雜的數學所迷惑。本書的一大目標就是帶領讀者以最強烈的電機觀念(electrical sense)與物理意義(physical meaning)，去破解繁雜的數學公式所佈下的五里迷霧。

2.讀完本書後，讀者應會驚訝地發現，透過本書深入淺出的「白話」闡述，一堆繁雜、瑣碎的數學公式背後所隱含的，竟是生趣盎然的觀念與應用。

3.慣例上，高考與技師考試是以中文命題。因此，很多考生認為，不需要會英文，只需讀中文即可。此言差矣。殊不知，英文與中文的對應關係為「一對多」。同樣一個專有名詞，不同的學者會有不同的中文翻譯。若是只讀中文，反而會有看不懂中文題目的危險。因此，本書採用中文論述，但是重要名詞均附上原文。

4.早期的高考考題普遍比研究所考題簡單。但是，最近幾年的高考考題有「研究所化」的趨勢。有些高考考題甚至於比研究所考題還難。因此，本書蒐集一些有潛力的研究所考題供讀者練習以增進應考能力。

李長綱博士

學歷:
國立臺灣大學電機工程博士

經歷:
大碩與百官24年以上教學經驗
資深工程顧問
大學副教授

著作:
電磁學與電磁波的理論及應用(上、下冊)
電磁學與電磁波分類題庫
公職人員高普特歷屆試題精解【電磁學與半導體】
電磁學與電磁波歷屆試題詳解(91~92年)
高普特考2015試題大補帖【電磁學】(99~103年試題)
高普特考2017試題大補帖【電磁學】(99~105年試題)三等

第 1 章 向量分析
1-1 簡介
1-2 向量代數
1-3 純量三重積與向量三重積
1-4 正交座標系
1-5 正交座標間之互換
1-6 梯度與其直角座標表達式
1-7 散度與其直角座標表達式
1-8 旋度與其直角座標表達式
1-9 梯度的廣義正交座標表達式
1-10 散度的廣義正交座標表達式
1-11 旋度的廣義正交座標表達式
1-12 拉普拉斯方程式的廣義正交座標表達式
1-13 向量恆等式
1-14 漢姆侯茲定理
1-15 位置向量R

第 2 章 真空中的靜電學
2-1 簡介
2-2 實驗定律
2-3 電場E
2-4 電位V
2-5 真空中的高斯定律
2-6 高斯定律解球對稱問題
2-7 高斯定律解無窮長柱對稱問題
2-8 高斯定律解無窮大面對稱問題
2-9 重疊原理
2-10 電偶極
2-11 電四極
2-12 重疊原理－使用線積分
2-13 重疊原理－使用面積分

第 3 章 物質中的靜電學
3-1 簡介
3-2 完全介質的微觀效應
3-3 完全介質的巨觀效應
3-4 電通量密度D
3-5 靜電的控制方程式
3-6 介質界面的邊界條件
3-7 唯一性定理
3-8 導體
3-9 電容器與電容值
3-10 平行板電容器
3-11 同軸電纜電容器
3-12 同心球電容器
3-13 多導體電容器(選讀)
3-14 離散電荷之靜電能
3-15 電容器的靜電能
3-16 場的靜電能
3-17 由靜電能求靜電力
3-18 電容器的受力

第 4 章 靜電學的解法
4-1 簡介
4-2 點電荷與接地面的映像法
4-3 線電荷與導體圓柱的映像法
4-4 點電荷與金屬球之映像法
4-5 一維直角座標系的邊界值問題
4-6 二維直角座標系的邊界值問題
4-7 三維直角座標問題
4-8 柱座標系的常微分方程求解
4-9 圓柱座標系的偏微分方程求解
4-10 球座標系的常微分方程求解
4-11 球座標系的偏微分方程求解

第 5 章 穩態電流
5-1 簡介
5-2 基本公式
5-3 連續方程式
5-4 穩態電流
5-5 電阻
5-6 平行板電阻器
5-7 同心球電阻器
5-8 同軸電纜電阻器
5-9 雙線傳輸線電阻器

第 6 章 真空中的靜磁學
6-1 簡介
6-2 磁力
6-3 磁力矩T
6-4 霍爾效應
6-5 真空中靜磁場的控制方程式
6-6 向量磁位
6-7 安培定律解無窮長柱對稱問題
6-8 安培定律解無窮大面對稱問題
6-9 比爾沙瓦定律
6-10 比爾沙瓦定律解非對稱問題
6-11 磁偶極

第 7 章 物質中的靜磁學
7-1 簡介
7-2 磁性材料
7-3 磁場
7-4 物質靜磁的控制方程式
7-5 單迴路磁路
7-6 雙迴路磁路
7-7 磁鐵磁路

第 8 章 磁電感應
8-1 簡介
8-2 法拉第定律
8-3 法拉第定律解時變磁場問題
8-4 移動導體所產生的感應電動勢
8-5 時變磁場中的運動迴路
8-6 自感與自感器
8-7 各種自感器
8-8 互感與互感器
8-9 迴圈的磁能
8-10 場的磁能
8-11 由磁能求磁力
8-12 自感器的受力
8-13 互感器的受力

第 9 章 馬克斯威爾方程式
9-1 簡介
9-2 複變函數基礎
9-3 相量
9-4 微分型的馬克斯威爾方程式
9-5 積分型的馬克斯威爾方程式
9-6 相量型馬克斯威爾方程式
9-7 電磁波之邊界條件
9-8 電磁波的場與位
9-9 波動方程式
9-10 波印亭定理

第 10 章 均勻平面波
10-1 簡介
10-2 水波
10-3 完全介質中沿正z傳的均勻平面波
10-4 完全介質中沿任意方向傳播的均勻平面波
10-5 極化
10-6 有損材質中的均勻平面波
10-7 良導體中的均勻平面波
10-8 良絕緣體中的均勻平面波
10-9 相速與群速

第 11 章 均勻平面波的合成
11-1 簡介
11-2 波型之分類與合成
11-3 介質與導體界面之正向入射
11-4 介質與介質界面之正向入射
11-5 多層介質的正向入射
11-6 介質界面之特性：使用波動光學推導
11-7 介質與導體界面之TE波斜向入射
11-8 介質與導體界面之TM波斜向入射
11-9 介質與介質界面之TE波斜向入射
11-10 介質與介質界面之TM波斜向入射

第 12 章 傳輸線
12-1 簡介
12-2 電壓波與電流波的微分方程式
12-3 無窮長傳輸線
12-4 傳輸線參數RLGC的求法
12-5 有限無損傳輸線
12-6 傳輸線之行波態
12-7 傳輸線之駐波態：負載短路
12-8 傳輸線之駐波態：負載開路
12-9 傳輸線之行駐波態
12-10 史密司圖
12-11 有損傳輸線
12-12 阻抗匹配
12-13 傳輸線的暫態

第 13 章 波導與共振腔
13-1 簡介
13-2 Ez與Hz法則
13-3 三種重要波型之特性
13-4 平行板傳輸線的TEM波
13-5 平行板波導的TMn模態
13-6 平行板波導的TEn波
13-7 同軸電纜
13-8 矩形金屬波導
13-9 矩形金屬波導中的TMmn模態
13-10 矩形金屬波導中的TEmn模態
13-11 共振腔
13-12 介質波導