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页数:896

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出版时间:2011-8

价格:109.00元

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isbn号码:9787030320124

丛书系列:国外电子与电气工程经典图书系列

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• 电气学
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《电磁场与电磁波》 内容提要 本书旨在系统、深入地阐述经典电磁场理论的基础概念、基本原理及其在工程技术中的应用。全书结构严谨，逻辑清晰，从麦克斯韦方程组的建立与求解入手，全面覆盖静电场、静磁场、时变电磁场以及电磁波的传播、辐射与接收等核心内容。内容深度适中，力求在保证理论严谨性的同时，充分结合实际工程问题，帮助读者构建扎实的电磁场理论基础，并提升运用该理论分析和解决实际问题的能力。 第一部分：静电场基础 第一章：电荷、库仑定律与电场强度 本章首先引入电荷的基本性质，包括电荷的守恒性、电荷的分类（点电荷与连续电荷分布）。随后，详细推导和阐述库仑定律，这是静电场分析的基石。在此基础上，引入电场强度的概念，并通过积分运算，讲解如何计算由离散点电荷系和连续电荷分布（如线电荷、面电荷、体电荷）所产生的电场强度。本章会通过若干典型的几何结构（如无限长均匀带电线、均匀带电圆盘、均匀带电球体）的实例分析，巩固学生对矢量叠加原理的理解和应用。同时，会探讨电场中的力学效应，如电场对电荷的驱动作用。 第二章：高斯定律与电位 本章的核心在于介绍电磁场理论的四大基本方程之一——高斯定律。详细讲解高斯通量和电通量密度的概念，并阐述高斯定律在求解具有高度对称性的静电场问题中的强大优势。通过多个实例（如均匀带电无限大平面、同心球壳），展示高斯定律如何极大地简化计算。 紧接着，本章引入电势的概念。定义电势的物理意义，阐述电势与电场强度的微分关系（$mathbf{E} = - abla V$），以及电势的标量特性。讨论等势面的概念及其与电场的正交关系。随后，推导电位的基本方程——泊松方程和拉普拉斯方程，并讲解它们在求解无源区域静电势分布时的应用。重点会放在利用拉普拉斯方程的边界条件解法，包括分离变量法在简单几何构型（如矩形、圆柱坐标系下的简单区域）中的应用。 第三章：静电场的能量与介质 本章深入探讨静电场的能量存储问题。推导静电场的能量密度公式，并计算总储能。引入静电场的功和电势能的概念，特别是计算移动电荷或极化电荷所需的功。 随后，转向静电场在介质中的行为。详细介绍电介质的物理特性，包括电极化强度 $mathbf{P}$ 和电极化矢量。阐述电位移矢量 $mathbf{D}$ 的引入及其与 $mathbf{E}$ 的关系（$mathbf{D} = epsilon_0 mathbf{E} + mathbf{P}$），以及在存在介质时的广义高斯定律。讲解电介质的线性、各向同性与均匀性假设下的本构关系（$mathbf{D} = epsilon mathbf{E}$），定义介电常数 $epsilon_r$ 和介电系数 $epsilon$。最后，分析电介质界面上的边界条件，包括 $mathbf{D}$ 和 $mathbf{E}$ 在界面上的法向和切向分量关系，并探讨电介质中的击穿现象。 第二部分：静磁场基础 第四章：电流与毕奥-萨伐尔定律 本章将焦点从静电场转移到静磁场。首先定义稳恒电流和电流密度 $mathbf{J}$，讲解电流连续性方程（在稳恒情况下简化为 $ abla cdot mathbf{J} = 0$）。 核心内容是毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law），它用于计算由稳恒电流元产生的磁感应强度 $mathbf{B}$。通过矢量积分，求解直导线、有限长导线、环形电流等典型结构产生的磁场分布。 第五章：安培环路定律与磁矢量位 本章引入静磁场的另一个基本定律——安培环路定律。讲解安培环路定律的物理意义及其在具有高对称性电流分布（如无限长直线电流、无限大电流平面、螺线管）中计算 $mathbf{B}$ 场的便捷性。 随后，系统介绍磁感应强度 $mathbf{B}$ 与磁场强度 $mathbf{H}$ 的关系，特别是介质中的本构关系 $mathbf{B} = mu mathbf{H}$，引入磁导率 $mu$ 和相对磁导率 $mu_r$。讨论抗磁性、顺磁性和铁磁性材料的基本特性。 为解决更复杂的磁场问题，本章引入磁矢量位 $mathbf{A}$。定义 $mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$，并指出采用合适的规范（如库仑规范 $ abla cdot mathbf{A} = 0$）后，$mathbf{A}$ 满足一个与泊松方程形式相似的偏微分方程，从而可以通过求解 $mathbf{A}$ 来间接求得 $mathbf{B}$。讲解安培定律在 $mathbf{A}$ 上的积分形式。 第六章：磁场的能量与磁介质 本章探讨磁场的能量存储。推导磁场能量密度和总储能公式。引入磁矩的概念，并分析磁场对电流回路的作用力（安培力）以及磁矩的能量关系。 重点分析磁介质中的行为。讨论磁介质中磁场强度 $mathbf{H}$ 与磁感应强度 $mathbf{B}$ 的关系，并根据材料特性进行分类讨论。讲解磁介质分界面上的边界条件，包括 $mathbf{B}$ 和 $mathbf{H}$ 在界面上的法向和切向分量关系。 第三部分：时变电磁场与麦克斯韦方程组 第七章：法拉第电磁感应定律与位移电流 本章是连接静场与动场的关键。首先复习法拉第电磁感应定律，阐述其积分形式（动生电动势和变动磁通量引起的电动势），并推导出其微分形式：$ abla imes mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t}$。 随后，引入麦克斯韦对安培定律的修正——位移电流密度。通过不连续电流流过电容器的例子，说明稳恒电流假设的局限性。推导出完整的安培-麦克斯韦定律：$ abla imes mathbf{H} = mathbf{J} + frac{partial mathbf{D}}{partial t}$。 第八章：麦克斯韦方程组与电磁波的产生 本章系统总结麦克斯韦方程组的四个基本方程（微分形式和积分形式），并讨论这些方程在不同物理情景（静电场、静磁场、准静态场、完全动态场）下的简化形式。 重点分析在无源、无损的自由空间中，均匀变化的电磁场如何自激式地传播。通过对麦克斯韦方程组进行旋度运算和微分组合，推导出电场强度 $mathbf{E}$ 和磁场强度 $mathbf{H}$ 的波动方程：$ abla^2 mathbf{E} - mu epsilon frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2} = 0$ 和 $ abla^2 mathbf{H} - mu epsilon frac{partial^2 mathbf{H}}{partial t^2} = 0$。 第四部分：平面电磁波与传输 第九章：平面电磁波在无损均匀介质中的传播 本章求解上述波动方程的平面波解，即 $mathbf{E}(z, t) = mathbf{E}_0 e^{j(omega t - eta z)}$ 形式的解。分析平面波的相位常数 $eta$、波数 $k$ 和传播速度 $v_p$。 深入探讨均匀、无损（电导率 $sigma=0$）介质中的传播特性，包括波阻抗 $eta = sqrt{mu/epsilon}$、波速 $v_p = 1/sqrt{muepsilon}$ 以及传播常数 $eta$。详细分析横电磁波（TEM）的特性，特别是 $mathbf{E}$ 场和 $mathbf{H}$ 场的相互垂直关系。 第十章：平面电磁波在有耗均匀介质中的传播 本章扩展到电磁波在具有有限电导率的介质（如导体或半导体）中的传播问题。引入复波数 $gamma = alpha + jeta$，其中 $alpha$ 为衰减常数，$eta$ 为相位常数。 分析电磁波在良导体中的特性，如趋肤深度 $delta = 1/alpha$ 的概念，并讨论在导体内部电场和磁场的快速衰减现象。推导良导体的波阻抗 $eta$ 近似为 $sqrt{j omega mu / sigma}$。 第十一章：电磁波的反射与折射 本章研究电磁波在两种不同介质界面上的行为。详细推导满足边界条件的平面波解。 首先分析垂直入射情况，推导反射系数和透射系数（菲涅耳公式的简化版），并计算反射损耗和透射损耗。随后，分析斜入射情况，区分平行偏振（TM）和垂直偏振（TE）波的传播特性，推导完整的菲涅耳公式，并讨论布儒斯特角和临界角的物理意义及其在特定偏振控制中的应用。 第五部分：辐射与应用 第十二章：导线与天线中的辐射 本章将理论应用于实际的辐射问题。从最简单的电偶极子（半波振子）模型开始，计算其远场分布、辐射方向图和总辐射功率。 介绍磁偶极子（小环天线）的辐射特性，并将其与电偶极子进行对比。讨论远场区的E场、H场与 $mathbf{A}$ 场的关系，以及辐射功率的 Poynting 矢量计算。 第十三章：坡印廷矢量与功率传输 本章聚焦于电磁场的能量流动。详细定义坡印廷矢量 $mathbf{S} = mathbf{E} imes mathbf{H}$，解释其物理意义——单位时间单位面积上传输的电磁功率密度。 推导坡印廷矢量的时均值，用于分析稳态功率传输。将坡印廷矢量应用于传输线理论（如分析同轴电缆中的能量流动），展示电磁场理论如何自然地过渡到电路理论中的功率概念。 附录 矢量分析基础回顾（梯度、散度、旋度在直角、柱面和球坐标系下的表示） 复数向量分析与相量法 常用的特殊函数解法简介（如贝塞尔函数简介，用于圆柱坐标系分析） 本书特点 1. 理论与工程结合紧密： 每章均配有丰富的工程背景案例和习题，帮助读者将抽象的数学工具与实际的电磁设备（如电磁屏蔽、介质波导、天线基础）联系起来。 2. 强调物理图像： 深入分析麦克斯韦方程组中各项的物理意义，特别是位移电流、坡印廷矢量在理解电磁现象中的核心作用。 3. 数学工具的系统化： 对所使用的矢量微积分和偏微分方程的求解方法进行必要的复习和强调，确保读者能够掌握必要的数学工具来驾驭复杂的场论问题。 本书适合高等院校电子信息工程、通信工程、物理学、光电信息科学等专业的高年级本科生及研究生作为教材或参考书使用。具备大学普通物理和微积分基础的读者可从中受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

在证明Fourier Transform的Time Integration (Chp18.2 p828)这个性质时，用到了 U(ω)=1/jω+πδ(ω) Eq.(18.36)，而它正是用Time Integration这个性质得出的，不就成了循环论证了吗？  

评分☆☆☆☆☆

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在证明Fourier Transform的Time Integration (Chp18.2 p828)这个性质时，用到了 U(ω)=1/jω+πδ(ω) Eq.(18.36)，而它正是用Time Integration这个性质得出的，不就成了循环论证了吗？  

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在我看来，《电路基础》这本书不仅仅是一本教材，更像是一本电路百科全书。它涵盖了电路领域从基础到进阶的方方面面，并且每一部分都讲解得非常透彻。我对书中关于电场的概念的引入印象深刻，它为理解电压的本质提供了一个更深层次的物理基础。作者通过对电场强度和电势的介绍，让我能够从微观层面去理解电荷的运动。书中还详细介绍了各种电位器、电容器和电感器的不同类型及其特性，以及它们在电路中的具体应用，这对于我选择合适的元件来搭建电路提供了宝贵的参考。我特别喜欢书中关于“电路的瞬态分析”这一章节，它深入浅出地讲解了如何分析包含电容和电感元件的电路在开关动作后电量随时间变化的响应，这对于理解许多动态电路的行为至关重要。这本书的知识结构非常完整，让我能够系统地学习和掌握电路知识。

评分☆☆☆☆☆

我之前对电路总有一种“望而生畏”的感觉，总觉得那些密密麻麻的导线和符号是属于少数天才的领域。但《电路基础》这本书彻底改变了我的看法。它就像一把钥匙，为我打开了通往电子世界的大门，让我发现原来电路并非那么高不可攀。书中对于直流电路和交流电路的区分和介绍，让我对这两种基本电路类型有了清晰的认知。特别是对于交流电的相量分析，作者通过引入复数概念，将原本复杂的时域分析简化成了代数运算，极大地降低了学习难度。我特别喜欢书中关于RLC串联谐振电路的讲解，它不仅仅是公式推导，更是对谐振现象背后物理原理的深入浅出地阐释，让我明白了为何在特定频率下电路的阻抗会最小。书中的图示非常精美，清晰地展示了各种电路元件的符号和连接方式，也为理解电路结构提供了直观的帮助。此外，书中还介绍了一些常用的电路分析软件，这让我对如何将理论知识应用于实际电路仿真有了初步的了解，这无疑是一笔宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得学习电路就像是在解开一个复杂的谜题，而《电路基础》这本书就像是为我提供了一套完整的地图和指南针。它并没有直接抛出最复杂的概念，而是从最基础的电荷流动开始，一步一步地构建起我的知识体系。书中对串联和并联电路的分析，不仅给出了清晰的分析方法，还通过大量的实例，展示了如何在实际电路中应用这些知识。我印象最深的是关于节点分析和网孔分析的部分，作者用一种非常系统化的方式，将复杂的方程求解过程分解成几个简单易懂的步骤，让我不再对这类问题感到畏惧。书中还专门辟出章节讲解了电路的暂态响应，比如RC电路和RL电路的充放电过程，这些动态的变化过程在书中得到了非常细致的描绘，甚至配有图形和模拟，帮助我理解电量随时间变化的规律。读完这部分，我对电容器和电感器在电路中的动态行为有了前所未有的清晰认识，这对于我后续学习更复杂的信号处理和控制系统至关重要。这本书的逻辑性非常强，知识点的衔接自然流畅，让我感觉每一章的学习都是在为下一章打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

当我拿起《电路基础》这本书时，我并没有抱有多大的期望，只是想对电路有个初步的了解。但这本书却给了我一个大大的惊喜。作者的讲解方式非常巧妙，它将抽象的电路概念具象化，让我能够轻松地理解。书中对“节点电压法”和“网孔电流法”的推导过程，我之前一直觉得很困扰，但在书中，作者通过非常直观的图示和循序渐进的讲解，让我茅塞顿开，能够熟练运用这两种方法来分析复杂的电路。我尤其喜欢书中关于“二端口网络”的介绍，它将复杂的电路进行抽象，用输入输出端口来描述其特性，这是一种非常强大的分析工具，极大地简化了对复杂系统的分析。书中还涉及了电路的频率响应，以及如何理解幅频特性和相频特性，这对于我理解信号滤波和放大电路至关重要。这本书的设计非常人性化，让我能够按照自己的节奏来学习。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《电路基础》，我原本以为它会像我之前看过的许多教材一样，枯燥乏味，充斥着冷冰冰的公式和晦涩的理论。但事实远非如此，它以一种极其亲切且富有洞察力的方式，为我打开了电路世界的大门。作者在开篇就巧妙地设置了一个生活化的场景，让我瞬间感受到电路与我们日常生活的紧密联系，仿佛身边跳跃的电火花不再是遥不可及的概念，而是触手可及的实用工具。书中对基础概念的阐述，尤其是电压、电流和电阻之间的关系，没有简单地罗列定义，而是通过生动形象的比喻，比如水流和管道，让我能够迅速建立起直观的理解。我尤其欣赏书中对基尔霍夫定律的讲解，不仅仅是推导过程，更重要的是对定律背后物理意义的深入剖析，让我理解了它们为何如此重要，以及在解决复杂电路问题时是如何发挥作用的。此外，书中穿插的许多历史故事和科学家的小传记，也让学习过程不再单调，增添了一份人文色彩，让我能更深刻地体会到电学发展的艰辛与辉煌。它不是那种一味堆砌知识的书，而更像是一位经验丰富的老师，循循善诱，引导着我去探索，去思考。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我并不是电子工程专业的科班出身，但在翻阅《电路基础》这本书时，我依然能感受到它扑面而来的实用性和易懂性。作者在讲解每一个概念时，都力求用最浅显易懂的语言，并结合大量的图示和实例，让非专业人士也能轻松理解。我尤其对书中关于戴维宁定理和诺顿定理的介绍印象深刻，这两个定理的强大之处在于能够简化复杂的线性电路，将其等效成一个更简单的模型，这对于分析大规模电路非常有帮助。书中对这两个定理的推导过程和应用场景都进行了详细的说明，并配有多种题型的解题示例，让我能够快速掌握其精髓。此外，书中还涉及了电源的独立性和相关性，以及它们在电路分析中的作用，这让我对电源在电路中的地位有了更深刻的理解。这本书没有华而不实的理论，而是将重点放在了如何实际应用这些知识来解决问题，这对于我这样希望学以致用的人来说，无疑是最重要的。

评分☆☆☆☆☆

拿到《电路基础》这本书，我抱着试试看的心态翻开了它，结果却惊喜连连。作者以一种非常独特的视角，将复杂的电路理论融入到我们日常生活中，让我感觉学习电路不再是枯燥的功课，而是一场有趣的探索。书中对三相交流电路的讲解，虽然主题较为深入，但作者通过类比，将其与我们熟悉的单相交流电进行对比，并详细介绍了三相电源和三相负载的连接方式，以及功率的计算，让我能够相对轻松地理解这个重要的电力传输基础。书中还探讨了非线性电路的概念，以及一些简单的非线性元件，比如二极管和三极管，并介绍了它们的基本工作原理和应用，这为我后续学习更复杂的半导体器件打下了基础。我特别赞赏书中对每一个章节的总结，都会提炼出核心概念和关键公式，并且会给出一些思考题，鼓励读者主动去消化和吸收知识。

评分☆☆☆☆☆

《电路基础》这本书的出版，对于我这样非电子专业但又对电路充满好奇的读者来说，无疑是一份珍贵的礼物。它用一种非常接地气的方式，将电路的神秘面纱一点点揭开。书中对于“最大功率传输定理”的讲解，我之前一直对其原理感到困惑，但在书中，作者通过详细的推导和实例，让我彻底理解了在何种条件下，电源才能将最大的功率传输给负载，这对于许多电源设计和匹配的场景都至关重要。我特别赞赏书中对“集总参数电路”和“分布参数电路”的区分，让我明白了在什么情况下可以使用集总参数模型进行近似分析，而什么时候则需要考虑分布参数效应。书中还介绍了一些基本的测量仪器，如万用表、示波器等，并讲解了如何使用它们来测量电路中的电压、电流和频率，这让我对电路的实际测试有了初步的了解。这本书的内容非常丰富，而且讲解深入浅出，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习任何一门学科，最重要的是要找到一本能够激发你学习兴趣的书。《电路基础》这本书就做到了这一点。它不仅仅是知识的传递，更是在培养你对电路的理解和思考能力。书中对“电路的稳定性”这一概念的探讨，让我了解到电路在不同工作状态下的表现，以及如何避免电路出现振荡等不稳定现象，这对于设计可靠的电子系统至关重要。我尤其欣赏书中关于“耦合电感”的讲解，它解释了两个电感线圈之间如何通过磁场相互影响，并介绍了耦合系数的概念，这对于理解变压器和其他耦合电路的工作原理非常有帮助。书中还提到了“非平衡三相电路”的分析方法，以及如何处理不平衡的负载，这让我对电力系统中的一些实际问题有了更深入的认识。这本书的内容涵盖广泛，而且讲解条理清晰，语言生动，让我能够真正地享受学习的过程。

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我一直认为，学习任何一门技术，最重要的是要建立起坚实的基础，《电路基础》这本书恰恰做到了这一点。它没有一开始就抛出复杂的数学模型，而是从最基本的电学定律开始，一步步引导我构建起对电路的理解。书中关于欧姆定律和功率定律的讲解，不仅给出了公式，更重要的是深入分析了它们的应用场景和局限性，让我能够真正理解这些基本定律的意义。我特别对书中关于“磁路”的初步介绍印象深刻，它让我了解到电路不仅仅是电的流动，也与磁现象息息相关，为我后续理解电磁感应和电机原理打下了基础。书中还穿插了许多关于电路故障诊断和排除的实用技巧，这对于我来说非常有价值，能够帮助我更好地解决实际操作中遇到的问题。这本书的语言风格非常朴实，没有晦涩难懂的专业术语，让我能够轻松愉快地学习。

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