工程電磁場（簡體書）

《高等教育軌道交通“十二五”規劃教材．電氣牽引類：工程電磁場》是北京交通大學“電氣工程及其自動化（鐵道電氣化方向）專升本”網絡課程建設研究成果，是面向專升本的工程電磁場網絡課程教材。本書由北京交通大學電氣工程學院在多年教學研究和實踐的基礎上編寫而成。全書分9章，內容包括矢量分析與場論基礎、靜電場、恒定電場、恒定磁場、時變電磁場、准靜態電磁場、平面電磁波的傳播、均勻傳輸線、電磁兼容及電磁技術。與理工科高校本科生《工程電磁場導論》相比，本書刪去理論性很強的內容，增加電磁兼容的相應內容；不僅保證了強電專業對電磁場理論課程的基本要求，也適當拓展了強電專業的電磁場知識範圍。《高等教育軌道交通“十二五”規劃教材．電氣牽引類：工程電磁場》突出電磁場理論在工程實際中的應用，並配有豐富的例題、複習參考題，適合網絡教學的要求。本書適用於電氣工程與自動化類學科各專業，也可作為選修課教材或供社會讀者參考。．

《高等教育軌道交通"十二五"規劃教材?電氣牽引類:工程電磁場》適用于電氣工程與自動化類學科各專業，也可作為選修課教材或供社會讀者參考。

第1章 矢量分析與場論基礎1.1 矢量分析1.2 場的基本概念和分析方法1.3 標量場的方向導數和梯度1.4 矢量場的通量和散度1.5 矢量場的環量和旋度1.6 三個重要定理1.7 幾種比較重要的場1.8 微分算子和矢量運算本章小結複習參考題第2 章靜電場2.1 電場強度的引入：庫侖定律2.2 電場強度的旋度2.3 電場強度的散度2.4 靜電場的方程和邊界條件2.5 邊值問題2.6 鏡像法2.7 電容與部分電容2.8 靜電能量2.9 靜電力2.10 靜電屏蔽本章小結複習參考題第3章 恒定電場3.1 導體媒質中的電流3.2 電源電動勢與局外場強3.3 恒定電場基本方程分界面上的銜接條件3.4 導電媒質中的恒定電場與靜電場的比擬3.5 電導和部分電導3.6 接地本章小結複習參考題第4章 恒定磁場4.1 真空中的恒定磁場4.2 媒質中的恒定磁場4.3 恒定磁場的基本方程和分界面上的邊界條件4.4 磁矢位和磁位4.5 鏡像法4.6 電感4.7 磁場能量與力4.8 磁路及其計算本章小結複習參考題第5章 時變電磁場5.1 電磁感應定律和全電流定律5.2 電磁場基本方程組5.3 正弦電磁場的複數表示5.4 坡印廷定理5.5 電磁位5.6 電磁輻射5.7電磁波頻譜本章小結複習參考題第6章 准靜態電磁場6.1 電准靜態場和磁准靜態場6.2 電准靜態場與電荷弛豫6.3 磁准靜態場與電路定律6.4 集膚效應、鄰近效應和渦流本章小結複習參考題第7章 平面電磁波的傳播7.1 波動方程與平面電磁波7.2 理想介質中的均勻電磁波7.3 導電媒質中的均勻電磁波7.4 電磁波的極化7.5 平面電磁波的反射與折射7.6 平面電磁波的正入射和駐波本章小結複習參考題第8章 均勻傳輸線8.1 分佈參數電路8.2 均勻傳輸線及其方程8.3 均勻傳輸線方程的正弦穩態解8.4 均勻傳輸線的原參數和副參數8.5 無損耗的均勻傳輸線8.6 無損耗均勻傳輸線的傳播特性8.7 無損耗傳輸線中波的反射透射及其過程本章小結複習參考題第9章 電磁兼容及電磁技術9.1 電磁兼容技術概述9.2 屏蔽技術9.3 接地技術本章小結複習參考題附錄A 模擬試題A1 模擬試題一A2 模擬試題二參考文獻．

2.電磁屏蔽
為了使某一區域不受外來雜散電磁場的影響，或使該區域中的電磁場不影響外界。不至于成為影響其他電磁設備的干擾源，可以利用電磁場在導體內很快衰減的特點，即用一個金屬屏蔽罩把這個區域屏蔽起來，稱為電磁屏蔽。電磁場在穿過此罩時，將會得到很大衰減。只要罩的厚度達到屏蔽材料的透人深度d的3～6倍，電磁場實際上便不能透過，從而可有效地抑制干擾。高頻時一層薄銅片（或鋁片）便可有效地把電磁場隔離。例如，當f=1MHz時，鋁的透入深度為82μm左右。所以，通常無線電、電子設備中各個高頻部件差不多都是放在銅（或鋁）制的屏蔽罩內。但低頻時（音頻或更低頻率），例如，要屏蔽電源變壓器產生的50 Hz的低頻電磁場，如果用銅，因d=9.35 mm，則要求厚度過大，這時用鐵皮效果較好。高頻時一般不用鐵制屏蔽，因為鐵磁材料在高頻時功率損耗較大，對被屏蔽設備有不利影響。
電磁屏蔽的效能可以用屏蔽系數來表征，它被定義為：存在屏蔽體時空間防護區的場強（E或H）與不存在屏蔽體時該區域的場強（E0或H0）的比值，朋S來表示，即：
6.4.5渦流及其應用
1.渦流
位于交變磁場中的導體，在其內部產生與磁場交鏈的感應電流，由于感應電流自行閉合成回路，成旋渦狀流動，又稱為渦旋電流，簡稱渦流。例如，含有圓柱導體芯的螺管線圈中通有交變電流時，圓柱導體芯中出現感應電流或渦流。
渦流具有與傳導電流相同的磁效應和熱效應。在大多數電氣設備中，力求減少渦流的熱效應及渦流損耗。但是另一方面，在工業中又充分利用渦流的熱效應和磁效應。工業上利用渦流的熱效應進行金屬的加熱和冶煉，與其他加熱技術相比，利用渦流加熱技術能產生更高的溫度，并具有高效、節能等優異特性；利用渦流的磁效應可以制成電磁閥、渦流傳感器等。
在磁準靜態場情況下，渦流問題中的電場強度E、磁場強度H和電流密度J同樣遵守6.4.1節中導出的電磁場擴散方程式（6—58）、式（6—61）、式（6—62）。所以通常也稱這些方程為渦流方程，或磁擴散方程。它們是研究渦流問題的基礎。