工程电磁场导论冯慈璋PPT课件有限公司汇报人：XX
目录第一章电磁场基础理论第二章静态电磁场分析第四章波导与传输线第三章时变电磁场原理第六章工程电磁场的应用实例第五章电磁场的数值分析
电磁场基础理论第一章
麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组由四个基本方程构成，描述了电场、磁场与电荷、电流之间的关系。麦克斯韦方程组的组成麦克斯韦引入位移电流概念，修正了安培环路定律，使其能够描述变化电场产生的磁场效应。安培环路定律的修正法拉第定律说明了时间变化的磁场会在周围空间产生电场，是麦克斯韦方程组的重要组成部分。法拉第电磁感应定律方程组揭示了电磁场的波动性质，为电磁波的发现和无线电技术的发展奠定了理论基础。麦克斯韦方程组的物理意电磁波的传播电磁波的产生电磁波是由振荡的电场和磁场相互激发而产生的，遵循麦克斯韦方程组。电磁波的吸收与散射电磁波在传播过程中会因介质的吸收和散射而衰减，影响其传播距离和强度。电磁波的传播特性电磁波的反射与折射电磁波在不同介质中传播时，其速度和波长会发生变化，但频率保持不变。当电磁波遇到不同介质的界面时，会发生反射和折射现象，遵循斯涅尔定律。
边界条件与反射描述了电磁波在不同介质界面上反射和透射的强度比例，是边界条件分析的关键参数。菲涅尔反射系数电磁波在介质界面上发生反射时，入射角等于反射角，遵循斯涅尔定律。反射定律在不同介质的交界面上，电磁场的切向分量和法向分量需满足特定条件，如切向电场连续性。电磁场的边界条件
静态电磁场分析第二章
静电场的基本概念静电场由静止电荷产生，电荷是电场的源头，电场强度与距离平方成反比。电荷与电场电势是描述静电场中某点电势能大小的物理量，电势能与电荷量和电势的乘积成正比。电势与电势能高斯定律是静电场的基本定律之一，表明通过任何闭合曲面的电通量与该闭合曲面内部的总电荷量成正比。高斯定律电容器是储存电能的器件，电容是表征电容器储存电荷能力的物理量，与电容器的几何结构和介质特性有关。电容器与电容
磁场的静态特性安培环路定理描述了电流与磁场之间的关系，指出穿过闭合环路的磁场线积分等于穿过该环路的总电流。安培环路定理01磁场的高斯定律表明，闭合曲面的磁场通量总和为零，说明不存在孤立的磁单极子。磁场的高斯定律02在外部磁场作用下，磁介质内部的磁矩排列发生变化，导致介质磁化，进而影响磁场分布。磁介质的磁化03
静态场的计算方法01利用高斯定律计算电场分布，适用于对称性较高的问题，如球形、圆柱形和无限大平面。02通过安培环路定理分析闭合路径上的磁场，适用于计算长直导线或环形电流产生的磁场。03计算两点间的电势差，通过积分电场强度沿路径的分量来确定，适用于复杂几何形状的电场问题。04应用边界条件解决不同介质交界面上的电场和磁场问题，如电容器板间电场的计算。高斯定律的应用安培环路定理电势差的计算边界条件的应用
时变电磁场原理第三章
时变场的基本理论麦克斯韦方程组是描述时变电磁场基本规律的数学方程，包括高斯定律、安培定律等。麦克斯韦方程组法拉第定律阐述了时变磁场产生电场的原理，是电磁感应现象的理论基础。法拉第电磁感应定律位移电流是麦克斯韦引入的概念，解释了时变电场如何产生磁场，完善了安培定律。位移电流概念
电磁感应定律法拉第定律指出，时变磁场会在闭合电路中产生感应电动势，是电磁感应现象的基本规律。法拉第电磁感应定律01楞次定律描述了感应电流的方向，即感应电流产生的磁场总是试图抵抗引起感应电流的磁通量变化。楞次定律02在导体内部，时变磁场会产生涡电流，这种电流在材料内部流动，产生热量，是电磁感应的又一重要现象。涡电流效应03
时变场的计算方法时域有限差分法（FDTD）FDTD方法通过在时间域内对麦克斯韦方程进行离散化，模拟电磁场随时间的变化。传输线矩阵法（TLM）TLM方法通过模拟电磁波在传输线上的传播，来计算时变电磁场的分布情况。麦克斯韦方程组应用通过麦克斯韦方程组可以计算时变电磁场的分布，是分析电磁波传播的基础。频域有限元法（FEM）FEM在频域内对电磁场问题进行求解，适用于复杂几何结构的电磁场计算。
波导与传输线第四章
波导的工作原理波导利用金属壁的反射特性，引导电磁波沿特定路径传播，实现能量的高效传输。波导中的电磁波传播在波导中，电磁波以特定的模式传播，不同的模式决定了波导的传输特性和应用范围。模式的形成与选择波导中存在截止频率，只有频率高于此值的电磁波才能在波导中传播，低于则无法传播。截止频率的概念
传输线理论基础传输线的定义与分类传输线是用于引导电磁波从一点传输到另一点的结构，包括同轴线、双绞线等类型。0102传输线的基本参数传输线的基本参数包括特性阻抗、传播常数、衰减常数和相位常数，它们决定了信号的传输特性。03传输线的匹配问题为了最大化功率传输和最小化反射，需要对传输线进行阻抗匹配，