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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