电磁学PDF电子书下载

绪论 1

第一章 静电场 11

1.1静电的基本现象和基本规律 11

1.1.1两种电荷 11

1.1.2静电感应 电荷守恒定律 12

1.1.3导体、绝缘体和半导体 13

1.1.4物质的电结构 14

1.1.5库仑定律 15

思考题 18

习题 18

1.2电场 电场强度 19

1.2.1电场 19

1.2.2电场强度矢量E 20

1.2.3电场强度叠加原理 22

1.2.4电荷的连续分布 24

1.2.5带电体在电场中受的力及其运动 27

1.2.6矢量场的描述 29

思考题 31

习题 31

1.3高斯定理 33

1.3.1电场线及其数密度 33

1.3.2电场强度通量 36

1.3.3高斯定理的表述和证明 39

1.3.4从高斯定理看电场线的性质 42

1.3.5高斯定理应用举例 43

思考题 48

习题 49

1.4电势及其梯度 51

1.4.1静电场力所做的功与路径无关 51

1.4.2电势差与电势 53

1.4.3电势叠加原理 57

1.4.4等势面 59

1.4.5电势的梯度 61

1.4.6小结 64

思考题 65

习题 66

1.5带电体系的静电能 70

1.5.1点电荷之间的相互作用能 70

1.5.2电荷连续分布情形的静电能 75

1.5.3电荷在外电场中的能量 76

1.5.4带电体系受力问题 77

思考题 78

习题 78

附录A矢量乘积 立体角 曲线坐标系 79

A.1矢量的乘积 79

A.2立体角 82

A.3柱坐标系和球坐标系 83

第二章 静电场中的导体和电介质 91

2.1静电场中的导体 91

2.1.1导体的静电平衡条件 91

2.1.2电荷分布 94

2.1.3导体壳（腔内无带电体的情形） 97

2.1.4导体壳（腔内有带电体的情形） 101

思考题 103

习题 106

2.2电容和电容器 108

2.2.1孤立导体的电容 108

2.2.2电容器及其电容 109

2.2.3电容器的并联、串联 113

2.2.4电容器储能（电能） 115

思考题 117

习题 118

2.3电介质 124

2.3.1电介质的极化 124

2.3.2极化的微观机制 125

2.3.3电极化强度P 127

2.3.4退极化场 129

2.3.5电介质的极化规律 极化率 132

2.3.6电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常量 134

2.3.7电介质在电容器中的作用 137

2.3.8压电效应及其逆效应 138

2.3.9小结 139

思考题 139

习题 140

2.4电场的能量和能量密度 146

习题 148

附录B静电场边值问题的唯一性定理 148

B.1问题的提出 149

B.2几个引理 149

B.3叠加原理 150

B.4唯一性定理的证明 150

B.5静电屏蔽 151

B.6有电介质的情形 152

第三章 恒定电流 157

3.1电流的恒定条件和导电规律 157

3.1.1电流 电流密度矢量 157

3.1.2电流的连续方程 恒定条件 159

3.1.3欧姆定律 电阻 电阻率 160

3.1.4电功率 焦耳定律 164

3.1.5金属导电的经典微观解释 166

思考题 170

习题 170

3.2电源及其电动势 172

3.2.1非静电力 172

3.2.2电动势 173

3.2.3电源的路端电压 174

3.2.4闭合回路的电流和输出功率 176

3.2.5丹聂耳电池 177

3.2.6恒定电路中电荷和静电场的作用 179

思考题 180

习题 181

3.3简单电路 182

3.3.1串联和并联电路 182

3.3.2平衡电桥 188

3.3.3电势差计 190

思考题 192

习题 195

3.4复杂电路 201

3.4.1基尔霍夫方程组 202

3.4.2电压源与电流源 等效电源定理 206

3.4.3叠加定理 209

3.4.4 Y-△电路的等效代换 211

思考题 212

习题 213

3.5温差电现象 216

3.5.1汤姆孙效应 216

3.5.2佩尔捷效应 218

3.5.3温差电效应及其应用 218

思考题 221

3.6电子发射与气体导电 221

3.6.1逸出功和电子发射 221

3.6.2气体的被激导电 223

3.6.3气体的自持导电 224

3.6.4等离子体与受控热核实验 226

习题 228

第四章 恒定磁场 231

4.1磁的基本现象和基本规律 231

4.1.1磁的基本现象 231

4.1.2磁场 234

4.1.3安培定律 235

4.1.4电流强度单位——安培的定义和绝对测量 240

4.1.5磁感应强度矢量B 241

思考题 244

4.2载流回路的磁场 244

4.2.1毕奥-萨伐尔定律 244

4.2.2载流直导线的磁场 245

4.2.3载流圆线圈轴线上的磁场 247

4.2.4载流螺线管中的磁场 251

思考题 255

习题 255

4.3磁场的“高斯定理”与安培环路定理 259

4.3.1磁场的“高斯定理” 259

4.3.2安培环路定理的表述和证明 261

4.3.3安培环路定理应用举例 264

思考题 266

习题 267

4.4磁场对载流导线的作用 268

4.4.1安培力 268

4.4.2平行无限长直导线间的相互作用 269

4.4.3矩形载流线圈在均匀磁场中所受的力矩 269

4.4.4载流线圈的磁矩 271

4.4.5直流电动机的基本原理 273

4.4.6电流计线圈所受的磁偏转力矩 274

思考题 275

习题 276

4.5带电粒子在磁场中的运动 281

4.5.1洛伦兹力 281

4.5.2洛伦兹力与安培力的关系 283

4.5.3带电粒子在均匀磁场中的运动 284

4.5.4比荷的测定 286

4.5.5回旋加速器的基本原理 289

4.5.6霍耳效应 290

4.5.7等离子体的磁约束 293

思考题 294

习题 296

4.6电磁场的相对论变换 300

4.6.1问题的提出 300

4.6.2相对论力学的若干结论 301

4.6.3电磁规律的协变性和电荷的不变性 305

4.6.4电磁场的相对论变换公式 307

4.6.5运动点电荷的电场 308

4.6.6运动点电荷的磁场 310

4.6.7对特鲁顿-诺伯实验零结果的解释 313

思考题 314

习题 314

第五章 电磁感应和暂态过程 3

5.1电磁感应定律 317

5.1.1电磁感应现象 318

5.1.2法拉第定律 321

5.1.3楞次定律 3

5.1.4涡电流和电磁阻尼 325

5.1.5趋肤效应 328

思考题 330

习题 331

5.2动生电动势和感生电动势 333

5.2.1动生电动势 333

5.2.2交流发电机原理 336

5.2.3感生电动势 涡旋电场 338

5.2.4电子感应加速器 339

思考题 341

习题 342

5.3互感和自感 343

5.3.1互感系数 343

5.3.2自感系数 345

5.3.3两个线圈串联的自感系数 349

5.3.4自感磁能和互感磁能 350

思考题 352

习题 353

5.4暂态过程 355

5.4.1 LR电路的暂态过程 355

5.4.2 RC电路的暂态过程 357

5.4.3微分电路和积分电路 359

5.4.4 LCR电路的暂态过程 361

思考题 363

习题 364

5.5灵敏电流计和冲击电流计 366

5.5.1灵敏电流计 366

5.5.2冲击电流计 369

思考题 375

附录C二阶线性常系数微分方程 376

第六章 磁介质 381

6.1分子电流观点 381

6.1.1磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系 381

6.1.2磁介质内的磁感应强度B 385

6.1.3磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定理和“高斯定理” 386

习题 388

6.2等效的磁荷观点 389

6.2.1磁的库仑定律 磁场强度矢量H磁偶极子 389

6.2.2磁介质的磁化 磁极化强度矢量J及其与磁荷的关系 392

6.2.3退磁场与退磁因子 394

6.2.4两种观点的等效性 397

思考题 402

习题 402

6.3介质的磁化规律 404

6.3.1磁化率和磁导率 404

6.3.2顺磁质和抗磁质 406

6.3.3铁磁质的磁化规律 409

6.3.4磁滞损耗 413

6.3.5铁磁质的分类 414

6.3.6铁磁质的微观结构 417

习题 418

6.4边界条件 磁路定理 421

6.4.1磁介质的边界条件 421

6.4.2磁感应线在边界面上的“折射” 422

6.4.3磁路定理 423

6.4.4磁屏蔽 427

习题 428

6.5磁场的通量和通量密度 432

习题 436

第七章 交流电 439

7.1交流电概述 439

7.1.1各种形式的交流电 439

7.1.2描述简谐交流电的特征量 441

习题 443

7.2交流电路中的元件 444

7.2.1概述 444

7.2.2交流电路中的电阻元件 445

7.2.3交流电路中的电容元件 445

7.2.4交流电路中的电感元件 447

7.2.5小结 449

思考题 450

习题 450

7.3元件的串联和并联（矢量图解法） 451

7.3.1用矢量图解法计算串、并联电路 451

7.3.2用矢量图解法计算同频简谐量的叠加 452

7.3.3串联电路 453

7.3.4并联电路 456

7.3.5串、并联电路的应用（旁路、相移、滤波） 457

思考题 461

习题 462

7.4交流电路的复数解法 466

7.4.1用复数法计算同频简谐量的叠加 466

7.4.2复电压、复电流及复阻抗的概念 467

7.4.3串、并联电路的复数解法 468

7.4.4复导纳 471

7.4.5交流电路的基尔霍夫方程组及其复数形式 472

7.4.6等效电源定理和Y-△阻抗代换公式的运用 476

7.4.7有互感的电路计算 479

思考题 480

习题 481

7.5交流电的功率 484

7.5.1瞬时功率与平均功率 有效值和功率因数 484

7.5.2有功电流与无功电流 提高功率因数的第一个作用 487

7.5.3视在功率和无功功率 提高功率因数的第二个作用 488

7.5.4有功电阻和电抗 490

7.5.5电导与电纳 492

7.5.6品质因数（Q值）、损耗角（δ）和耗散因数（tan8） 493

思考题 495

习题 496

7.6谐振电路与Q值的意义 498

7.6.1串联谐振现象 谐振频率和相位差 498

7.6.2储能与耗能和Q值的第一种意义 500

7.6.3频率的选择性和Q值的第二种意义 503

7.6.4电压分配和Q值的第三种意义 504

7.6.5阻尼振荡和Q值的第四种意义 506

7.6.6并联谐振电路 507

思考题 509

习题 509

7.7交流电桥 509

7.7.1基本原理 510

7.7.2几种常用的交流电桥 511

思考题 513

习题 513

7.8变压器原理 514

7.8.1理想变压器 514

7.8.2变比公式 515

7.8.3输入和输出等效电路 518

7.8.4阻抗的匹配 520

7.8.5变压器的用途 521

思考题 522

习题 523

7.9三相交流电 524

7.9.1什么是三相交流电 相电压与线电压 524

7.9.2三相电路中负载的连接 526

7.9.3三相电功率 529

7.9.4三相电产生旋转磁场 530

7.9.5三相感应电动机的运行原理、结构和使用 532

思考题 535

习题 536

附录D矢量图解法和复数法 536

D.1一维同频简谐量的叠加问题 536

D.2矢量图解法 537

D.3复数的基本知识 539

D.4复数法 541

D.5小结 542

第八章 麦克斯韦电磁理论和电磁波 547

8.1麦克斯韦电磁理论 547

8.1.1麦克斯韦电磁理论产生的历史背景 547

8.1.2位移电流 548

8.1.3麦克斯韦方程组 553

8.1.4边界条件 555

习题 557

8.2电磁波 557

8.2.1电磁波的产生和传播 557

8.2.2偶极振子发射的电磁波 560

8.2.3带电粒子加速运动的电磁辐射 565

8.2.4电磁波的性质 567

8.2.5光的电磁理论 571

8.2.6电磁波谱 573

8.3电磁场的能流密度与动量 575

8.3.1电磁场的能量原理和能流密度矢量 575

8.3.2电磁场的动量 光压 578

8.3.3电磁场是物质的一种形态 580

思考题 582

习题 583

8.4似稳电路和迅变电磁场 584

8.4.1似稳条件和集中参量 584

8.4.2高频时杂散参量的处理 586

8.4.3传输线与电报方程 586

8.4.4微波的特点 590

习题 591

附录E矢量分析提要 591

E.1标量场和矢量场 591

E.2标量场的梯度 592

E.3矢量场的通量和散度 高斯定理 593

E.4矢量场的环量和旋度 斯托克斯定理 597

E.5一些公式 600

E.6矢量场的类别和分解 601

E.7磁场的矢势 602

习题 605

第九章 电磁学的单位制 609

9.1单位制和量纲 609

9.1.1单位制 基本单位和导出单位 609

9.1.2物理量的量纲 611

9.2常用的两种电磁学单位制 612

9.2.1 MKSA有理制 612

9.2.2高斯单位制 613

9.3两种单位制中物理公式的转换 620

习题 624

习题答案 626

名词索引 652

人名索引 665