- Артикул:00-00007004
- Автор: Бессонов Л.А.
- ISBN: 978-5-9916-3176-1
- Тираж: 1000 экз.
- Обложка: Твердый переплет
- Издательство: Юрайт (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 317
- Формат: 60х90/16
- Год: 2014
- Вес: 472 г
- Серия: Учебное пособие для ВУЗов (все книги серии)
- Бакалавр. Базовый курс
Развернуть ▼
Рассмотрены традиционные и появившиеся за последние годы новые вопросы теории и методы расчета физических процессов в электрических, магнитных и электромагнитных полях, предусмотренные программой курса ТОЭ.
К числу традиционных разделов курса относятся: постоянное во времени электрическое поле в диэлектрике и проводящих средах, постоянное во времени магнитное поле, переменное электромагнитное поле в диэлектрике, проводящей и полупроводящей средах, изучение электромагнитных волн, волны в направляющих системах, объемные резонаторы, моделирование полей, метод конформных преобразований, метод Грина, движение заряженных частиц в электромагнитных полях и др. К числу нетрадиционных разделов - основные положения магнитной гидродинамики, электродинамика движущихся сред, сверхпроводящие среды в электромагнитных полях, волны в гиротропных средах, метод интегральных уравнений, метод конечных элементов и др.
По всем главам даны примеры с подробными решениями. В конце каждой главы - вопросы и задачи для самопроверки.
Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования третьего поколения.
Для студентов и преподавателей высших учебных заведений технического профиля.
Содержание
Часть III. Электромагнитное поле
Предисловие
Введение
Глава девятнадцатая. Электростатическое поле
§ 19.1. Определение электростатического поля
§ 19.2. Закон Кулона
§ 19.3. Напряженность и потенциал электростатического поля
§ 19.4. Электрическое поле - поле потенциальное
§ 19.5. Силовые и эквипотенциальные линии
§ 19.6. Выражение напряженности в виде градиента потенциала
§ 19.7. Дифференциальный оператор Гамильтона (оператор набла)
§ 19.8. Выражение градиента потенциала в цилиндрической и сферической системах координат
§ 19.9. Поток вектора через элемент поверхности и лоток вектора через поверхность
§ 19.10. Свободные и связанные заряды. Поляризация вещества
§ 19.11. Поляризованность
§ 19.12. Вектор электрической индукции D
§ 19.13. Теорема Гаусса в интегральной форме
§ 19.14. Применение теоремы Гаусса для определения напряженности и потенциала в поле точечного заряда
§ 19.15. Теорема Гаусса в дифференциальной форме
§ 19.16. Вывод выражения для div E в декартовой системе координат
§ 19.17. Использование оператора набла для записи операции взятия дивергенции
§ 19.18. Выражение div Е в цилиндрической и сферической системах координат
§ 19.19. Уравнение Пуассона и уравнение Лапласа
§ 19.20. Граничные условия
§ 19.21. Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
§ 19.22. Условия на границе раздела проводящего тела и диэлектрика
§ 19.23. Условия на границе раздела двух диэлектриков
§ 19.24. Теорема единственности решения
§ 19.25. Общая характеристика задач электростатики и методов их решения
§ 19.26. Поле заряженной оси
§ 19.27. Поле двух параллельных заряженных осей
§ 19.28. Поле двухпроводной линии
§ 19.29. Емкость
§ 19.30. Метод зеркальных изображений
§ 19.31. Поле заряженной оси, расположенной вблизи проводящей плоскости
§ 19.32. Поле заряженной оси, расположенной вблизи плоской границы раздела двух диэлектриков с различными диэлектрическими проницаемостями
§ 19.33. Электростатическое поле системы заряженных тел, расположенных вблизи проводящей плоскости
§ 19.34. Потенциальные коэффициенты. Первая группа формул Максвелла
§ 19.35. Емкостные коэффициенты. Вторая группа формул Максвелла
§ 19.36. Частичные емкости. Третья группа формул Максвелла
§ 19.37. Поле точечного заряда, расположенного вблизи проводящей сферы
§ 19.38. Поле заряженной оси, расположенной параллельно цилиндру
§ 19.39. Шар в равномерном поле
§ 19.40. Проводящий шар в равномерном поле
§ 19.41. Диэлектрический шар в равномерном поле
§ 19.42. Диэлектрический цилиндр в равномерном поле
§ 19.43. Понятие о плоскопараллельном, плоскомеридианном и равномерном полях
§ 19.44. Графическое построение картины плоскопараллельного поля
§ 19.45. Графическое построение картины плоскомеридианного поля
§ 19.46. Объемная плотность энергии электрического поля и выражение механической силы в виде производной от энергии электрического поля по изменяющейся координате
§ 19.47. Энергия поля системы заряженных тел
§ 19.48. Метод средних потенциалов
§ 19.49. Электреты
§ 19.50. Изменение заряда (напряжения) на конденсаторе, вызванное помещенным в него диэлектрическим телом, имеющим остаточную поляризацию
§ 19.51. Электрическое поле двойного заряженного слоя
§ 19.52. Силовое воздействие неравномерного электрического поля на незаряженные диэлектрические и проводящие тела, находящиеся в этом поле
Вопросы для самопроверки
Глава двадцатая. Электрическое поле постоянного тока в проводящей среде
§ 20.1. Плотность тока и ток
§ 20.2. Закон Ома и второй закон Кирхгофа в дифференциальной форме
§ 20.3. Первый закон Кирхгофа в дифференциальной форме
§ 20.4. Дифференциальная форма закона Джоуля-Ленца
§ 20.5. Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде
§ 20.6. Переход тока из среды с проводимостью у, в среду с проводимостью у1. Граничные условия
§ 20.7. Аналогия между полем в проводящей среде и электростатическим полем
§ 20.8. Экспериментальное исследование полей
§ 20.9. Соотношение между проводимостью и емкостью
§ 20.10. Общая характеристика задач расчета электрического поля в проводящей среде и методов их решения
§ 20.11. Расчет электрического поля в диэлектрике, окружающем проводники с токами
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать первая. Магнитное поле постоянного тока
§ 21.1. Связь основных величин, характеризующих магнитное поле. Механические силы в магнитном поле
§ 21.2. Интегральная форма закона полного тока
§ 21.3. Дифференциальная форма закона полного тока
§ 21.4. Раскрытие выражения rot Н = В в декартовой системе координат
§ 21.5. Запись ротора в.виде векторного произведения
§ 21.6. Раскрытие rot Н в виде определителя в декартовой системе
§ 21.7. Выражение проекций ротора в цилиндрической и сферической системах координат
§ 21.8. Принцип непрерывности магнитного потока и запись его в дифференциальной форме
§ 21.9. Магнитное поле в областях «занятых» и «не занятых» постоянным током
§ 21.10. Скалярный потенциал магнитного поля
§ 21.11. Граничные условия
§ 21.12. Векторный потенциал магнитного поля
§ 21.13. Уравнение Пуассона для вектора-потенциала
§ 21.14. Выражение магнитного потока через циркуляцию вектор-потеншмта
§ 21.15. Векторный потенциал элемента тога
§ 21.16. Взаимное соответствие электростатического (электрического) и магнитного полей
§ 21.17. Задачи расчета магнитных полей
§ 21.18. Общая характеристика методов расчета и исследования магнитных полей
§ 21.19. Графическое построение картины поля и определение по ней магнитного сопротивления
§ 21.20. Опытное исследование картины магнитного поля
§ 21.21. Построение эквипотенциален магнитного поля путем использования принципа наложения
§ 21.22. Магнитное экранирование
§ 21.23. Эллипсоид во внешнем однородном поле.
Коэффициент размагничивания
§ 21.24. Применение метода зеркальных изображений
§ 21.25. Закон Био-Савара-Лапласа
§ 21.26. Определение скалярного магнитного потенциала контура с током через телесный угол
§ 21.27. Магнитное поле намагниченной пленки (ленты)
§ 21.28. Определение магнитного потока, созданного в некотором контуре намагниченным ферромагнитным телом
§ 21.29. Выражение механической силы в виде производной от энергии магнитного поля но координате
§ 21.30. Магнитное поле двойного токового слоя
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать вторая. Основные уравнения переменного электромагнитного поля
§ 22.1. Определение переменного электромагнитного поля
§ 22.2. Первое уравнение Максвелла
§ 22.3. Уравнение непрерывности
§ 22.4. Второе уравнение Максвелла
§ 22.5. Уравнения Максвелла в комплексной форме записи
§ 22.6. Теорема Умова-Пойнтинга для мгновенных значений
§ 22.7. Теорема Умова-Пойнтинга в комплексной форме записи
§ 22.8. Зависимость параметров вещества от частоты
§ 22.9. Запись уравнений Максвелла с учетом тока переноса
§ 22.10. Зависимость между В н Н, D и E, 8 и E в анизотропных средах.
§ 22.11. Основные положения электродинамики движущихся сред (основы релятивистской электродинамики)
§ 22.12. Уравнения Максвелла в симметричной форме
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать третья. Переменим электромагнитное поле в однородной и изотропной проводящей среде
§ 23.1. Уравнения Максвелла для проводящей среды
§ 23.2. Плоская электромагнитная волна
§ 23.3. Распространение плоской электромагнитной волны в однородном проводящем полупространстве
§ 23.4. Глубина проникновения и длина волны
§ 23.5. Магнитный поверхностный эффект
§ 23.6. Электрический поверхностный эффект в прямоугольной шине. Эффект близости
§ 23.7. Неравномерное распределение тока в прямоугольной шине, находящейся в пазу электрической машины
§ 23.8. Поверхностный эффект в цилиндрическом проводе
§ 23.9. Применение теоремы Умова-Пойнтинга для определения активного и внутреннего индуктивного сопротивлений проводников при переменном токе
§ 23.10. Экранирование в переменном электромагнитном поле
§ 23.11. Сопоставление принципов экранирования в электростатическом, магнитном и электромагнитном полях
§ 23.12. Высокочастотный нагрев металлических деталей и несовершенных диэлектриков
§ 23.13. Переходный процесс при проникновении электромагнитного поля в однородное проводящее полупространство
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать четвертая. Распространение электромагнитных волн в однородном и изотропном диэлектрике и в полупроводящих и гиротропных средах
§ 24.1. Распространение электромагнитных волн в однородном и изотропном диэлектрике
§ 24.2. Плоские волны, поляризованные по кругу и по эллипсу
§ 24.3. Переход плоской линейно поляризованной волны из одной среды в другую при нормальном падении
§ 24.4. Наклонное падение плоской линейно поляризованной волны на границу раздела двух диэлектриков
§ 24.5. Полное преломление (отсутствие отраженной волны) и полное отражение (отсутствие преломленной волны)
§ 24.6. Дифракция электромагнитных волн
§ 24.7. Устранение отражения электромагнитных волн
§ 24.8. Плоские волны в однородных и изотропных полупроводящих средах
§ 24.9. Граничные условия на поверхности раздела двух полупроводящих сред
§ 24.10. Переходные и релаксационные процессы в несовершенных диэлектриках
§ 24.11. О расчете полей в несовершенных диэлектриках и вязких средах при установившемся синусоидальном режиме
§ 24.12. Определение гиротропной среды
§ 24.13. Тензор магнитной проницаемости феррита
§ 24.14. Распространение плоской волны в гиромагнитной среде
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать пятая. Запаздывающие потенциалы переменного электромагнитного поля н излучение электромагнитной энергии
§ 25.1. Вывод уравнений для А и ф в переменном электромагнитном поле и их решение
§ 25.2. Запаздывающие потенциалы переменного электромагнитного поля
§ 25.3. Комплексная форма записи запаздывающего векторного потенциала
§ 25.4. Излучение электромагнитной энергии
§ 25.5. Понятие об излучающем диполе
§ 25.6. Дополнительный анализ поля излучения
§ 25.7. Теорема взаимности для ЭДС, наведенных излученным полем
§ 25.8. Принцип двойственности. Излучение магнитного диполя
§ 25.9. Рефракция электромагнитных волн
§ 25.10. Распространение радиоволн в реальных условиях
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать шестая. Электромагнитные волны в направляющих системах
§ 26.1. Понятие о волноводах и объемных резонаторах
§ 26.2. Типы волн в волновода. Прямоугольный волновод. Решение для Н-волны
§ 26.3. Волновое сопротивление волновода. Фазовая и групповая скорости
§ 26.4. Компоненты Е-волны в прямоугольном волноводе
§ 26.5. Аналогия между волноводом и линией с распределенными параметрами. Измерение комплексного сопротивления нагрузки волновода
§ 26.6. Граничные условия Леонтовича
§ 26.7. Запредельный волновод
§ 26.8. Круглый волновод
§ 26.9. Полосковые линии
§ 26.10. Замедляющие системы
§ 26.11. S- и Г-параметры элементов высокочастотного тракта
§ 26.12. Прямоугольный объемный резонатор
§ 26.13. Цилиндрический объемный резонатор
§ 26.14. Добротность объемных резонаторов
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать седьмая. Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полах
§ 27.1. Движение алейрона в равномерном магнитном поле, неизменном во времени и направленном перпендикулярно скорости
§ 27.2. Движение электрона в неизменном во времени магнитном поле, когда скорость электрона не перпендикулярна силовым линиям
§ 27.3. Фокусировка пучка электронов постоянным во времени магнитным полем (магнитная линза)
§ 27.4. Движение электронов в равномерном электрическом поле. Принцип работы электронного осциллографа
§ 27.5. Фокусировка пучка электронов постоянным вo времени электрическим полем (электрическая линза)
§ 27.6. Движение электрона в равномерных, взаимно перпендикулярных, неизменных во времени магнитном и электрическом полях
§ 27.7. Движение заряженных частиц в кольцевых ускорителях
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать восьмая. Основы магнитной гидродинамики
§ 28.1. Определение магнитной гидродинамики и краткая характеристика областей ее применения
§ 28..2. Уравнения магнитной гидродинамики
§ 28.3. Просачивание (диффузия) магнитного поля
§ 28.4. Электромагнитный барьер
§ 28.5. В мороженное поле
§ 28.6. Возникновение воли в плазме
§ 28.7. Эффект сжатия (пинч-эффект)
§ 28.8. Принцип работы магнитного насоса и магнитного вентиля
§ 28.9. Принцип работы гидродинамического генератора
§ 28.10. Принцип работы плазменного реактивного двигателя
§ 28.11. Устойчивость плазменных образований. Токомак
Вопросы для самопроверки
Глава двадцать девятая. Сверхпроводящие среды в электромагнитных полях
§ 29.1. Сверхпроводимость
§ 29.2. Сверхпроводники первого рода
§ 29.3. Сверхпроводники первого рода в магнитном поле
§ 29.4. Уравнение Лондонов
§ 29.5. Сверхпроводящее тело в постоянном магнитном поле
§ 29.6. Сверхпроводники второго рода
§ 29.7. Сверхпроводники третьего рода
§ 29.8. Описание поля в сверхпроводниках с нитевидной структурой
§ 29.9. Высокотемпературная сверхпроводимость
§ 29.10. Применение сверхпроводников
Вопросы для самопроверки
Литература по теории электромагнитного поля н смежным вопросам
Приложения к части III
Приложение И. Расчет полей по методу сеток и моделирование полей по методу электрических сеток
§ И. 1. Расчет полей по методу сеток
§ И.2. Моделирование полей по методу электрических сеток
Приложение К. Метод Грина
§ К. 1. Формулы Грина
§ К.2. Гармонические функции
§ К.З. Интеграл Грина для гармонических функций
§ К.4. Функция Грина
§ К. 5. Определение потенциала ф через функции Грина в общем случае
Приложение Л. Метод интегральных уравнений
§ Л.1. Первый вариант метода интегральных уравнений
§ Л.2. Второй вариант метода интегральных уравнений
§ Л.3. Расчет полей с использованием интегрального уравнения Фредгольма первого рода
Приложение М. Метод конформных преобразований (отображений)
§ М.1. Комплексный потенциал
§ М.2. Конформные преобразования
§ М.3. Прямая и обратная задачи расчета полей по методу конформных преобразований
§ М.4. Преобразование равномерного поля на плоскости z в поле верхней полуплоскости w
§ М.5. Интеграл Кристоффеля-Шварца
§ М.6. Применение интеграла Кристоффеля-Шварца
§ М.7. Интеграл Шварца
Приложение Н. Метод конечных элементов
§ Н.1. Метод конечных элементов (МКЭ)
§ Н.2. Аппроксимация потенциала в каждой подобласти
§ Н.З. Минимизация энергии электрического поля
§ Н.4. Вывод основных формул метода
§ Н.5. L-координаты конечных элементов
§ Н.6. Учет граничных условий
Приложение О. Эфир - физический вакуум
Приложение П. История развития электротехники и становление курса ТОЭ
Приложение Р. Свойства некоторых проводниковых материалов и диэлектриков
Рекомендуем
