Engineering Electromagnetics 9／e pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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First published almost 60 years ago, and now in its Ninth Edition, Engineering Electromagnetics by Hayt/Buck is a classic text that has been updated for electromagnetics today. This widely respected book stresses fundamental concepts and problem solving, and discusses the material in an understandable and readable way. Numerous illustrations and analogies are provided to aid the reader in grasping the difficult concepts. In addition, independent learning is facilitated by the presence of many examples and problems.

　　Knowledge of electromagnetic field theory is more important than ever for the electrical engineer. Examples that demonstrate this include the continuing expansion of high- speed  wireless and optical fiber communication. Additionally, the need continues for ever-smaller and denser microcircuitry, in which a command of field theory is essential for successful designs.  The more traditional applications of electrical power generation 9 and distribution remain a focus.
 

经典电磁学原理与应用深度解析 一部聚焦于电磁场与波理论基础，兼顾工程实践应用的权威教材 书籍核心关注点： 本书旨在为读者构建一个全面、深入且严谨的电磁学知识体系。我们不涉及特定版本的教科书内容，而是专注于电磁场理论的通用核心概念、数学框架以及其在现代工程领域中的基础应用。本书深入探讨了麦克斯韦方程组的精髓，并以此为基石，系统性地阐述了静电场、静磁场、时变场、电磁波传播、导引与辐射等关键主题。 目标读者： 电子工程、通信工程、物理学、材料科学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及需要巩固和深化电磁学基础知识的工程技术人员。 --- 第一部分：静电场与静磁场的基础框架 本部分奠定了整个电磁学大厦的基石，着重于电荷和电流在平衡状态下的行为分析。 1. 矢量分析基础与坐标系的选择 在深入电磁场之前，本书首先回顾了必要的数学工具。这包括了三维空间中矢量代数、微积分的复习，特别是梯度（Gradient）、散度（Divergence）和旋度（Curl）的物理意义与计算方法。同时，详细介绍了直角坐标系（Cartesian）、柱坐标系（Cylindrical）和球坐标系（Spherical）的适用场景，强调了在不同几何形状问题中选择合适坐标系的重要性，这是后续求解边界值问题的前提。 2. 静电场理论的构建 静电场部分从库仑定律出发，逐步推广到电场强度（$mathbf{E}$）的概念。本书对电荷连续体（面荷、线荷、体荷）产生的场进行了详细的积分分析。核心章节聚焦于两大基本定律的应用： 高斯定律（Gauss's Law in Electrostatics）： 深入剖析了电通量概念，并演示了高斯定律在具有高度对称性（如无限平面、同轴圆柱、均匀带电球体）问题中简化场计算的强大能力。 电势（Electric Potential）： 引入电势的概念，展示了电场强度与电势之间的梯度关系（$mathbf{E} = - abla V$）。这为分析保守场提供了更简洁的标量方法。 3. 边界条件与静电学应用 对导体、电介质（介质）与真空的界面，静电场的切向和法向分量必须满足特定的边界条件。本书详尽推导了这些条件，并探讨了等势面和电场线在边界上的表现。此外，还涵盖了电势的求解方法，包括拉普拉斯方程（Laplace's Equation）和泊松方程（Poisson's Equation）在无源区域和有源区域的应用，以及分离变量法求解二维静电问题的标准流程。 4. 静磁场理论与麦克斯韦第一组方程 静磁场部分将分析扩展到稳恒电流系统。从毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law）出发，建立了磁感应强度（$mathbf{B}$）的概念。 安培环路定律（Ampère's Circuital Law）： 与高斯定律类似，环路定律在处理具有高对称性的稳恒电流分布（如无限长直导线、螺线管、环形电流）时，能极大地简化磁场的计算。 磁矢量势（Magnetic Vector Potential, $mathbf{A}$）： 引入磁矢量势作为求解静磁场的替代方法，尤其是在处理复杂电流分布时，通过求解 $ abla^2 mathbf{A} = -mu mathbf{J}$ 来间接获得磁场。 5. 物质中的磁场与磁特性 本章深入探讨了物质对磁场的影响，包括抗磁性、顺磁性和铁磁性的微观机理。详细区分了磁感应强度 ($mathbf{B}$)、磁场强度 ($mathbf{H}$)、磁化强度 ($mathbf{M}$) 之间的关系，并分析了磁材料边界上的 H 场和 B 场的边界条件。 --- 第二部分：时变场与电磁波的产生 本部分是连接静态场论与动态场论的桥梁，核心是引入时间变化的概念，并最终导出完整的麦克斯韦方程组。 6. 法拉第电磁感应定律与麦克斯韦修正 时间变化的概念被引入到磁场中，导致了法拉第电磁感应定律的形成，揭示了变化的磁场如何产生电场。随后，本书严格推导了麦克斯韦对安培定律的修正项——位移电流（Displacement Current），这是电磁理论从静态走向动态的关键一步。至此，完整的麦克斯韦方程组（微分形式和积分形式）被正式确立。 7. 动生场与场的互作用 本书详细分析了在时变场中，由变化的电场产生的磁场（动生磁场）和由变化的磁场产生的电场（动生电场）是如何相互耦合和驱动的。重点讨论了能量的存储和流动，引入了坡印廷矢量（Poynting Vector）来描述电磁能量的瞬时流密度和方向，并推导了坡印廷定理（能量守恒定律在电磁场中的体现）。 8. 电磁波的产生与特性 基于麦克斯韦方程组，本书推导了在无源、无损介质中均匀平面电磁波的波动方程。 导纳与特性阻抗： 详细分析了电磁波在不同介质中传播时的特性阻抗，这是理解反射、透射问题的关键参数。 传播常数： 明确区分了相移常数（$eta$）和衰减常数（$alpha$），为分析损耗介质中的传播奠定基础。 --- 第三部分：电磁波的传播、导引与辐射 本部分将理论应用于解决实际工程问题，关注电磁波如何在特定环境中传输以及如何有效地被发射出去。 9. 导波理论：传输线的物理模型 导波理论部分将电磁波的传播现象具体化到工程结构中。 无损传输线分析： 建立了集总元件模型（Lumped Element Model）与分布参数模型（Distributed Parameter Model）之间的联系。深入分析了电压和电流的传播、输入阻抗、反射系数和驻波比（VSWR）。 史密斯圆图（Smith Chart）： 详细介绍了史密斯圆图作为无损传输线阻抗匹配的图形化工具，并演示了其在计算反射、匹配网络设计中的应用。 波导（Waveguides）： 探讨了电磁波在金属波导中的传播模式（如 $ ext{TE}$ 模式和 $ ext{TM}$ 模式），分析了截止频率的概念以及波导中的能量传输特性。 10. 平面波在介质界面上的行为 本章专注于分析平面波从一种介质入射到另一种介质界面时的复杂行为。 反射与折射定律： 基于边界条件，严格推导了菲涅耳公式（Fresnel's Equations），分别处理了垂直极化波和平行极化波的反射和透射系数。 全内反射（Total Internal Reflection）： 深入分析了当光速和折射率发生变化时，波如何被完全约束在较高折射率的介质中传播的现象，这是光纤通信的基础。 11. 电磁波的辐射 最后一部分转向了电磁场与辐射源的相互作用。 齐次解与特解： 回顾了在辐射场分析中，如何分离近场（Fresnel Region）和远场（Fraunhofer Region）的数学处理。 小型辐射源分析： 重点分析了最基础的辐射单元——电偶极子（Hertzian Dipole）和磁偶极子（Magnetic Dipole）的远场辐射方向图、输入阻抗和总辐射功率，为天线设计提供了理论起点。 本书通过严谨的数学推导和丰富的物理洞察，确保读者不仅掌握如何“计算”电磁场，更能深刻理解电磁现象背后的“物理本质”。

评分☆☆☆☆☆

在学习《工程电磁学》第九版的过程中，我深刻体会到了作者在内容编排上的独到之处。他并没有一开始就抛出复杂的数学模型，而是循序渐进，从最基础的概念讲起，逐步深入。比如，在介绍电场和磁场时，先从点电荷、电流元等基本单元入手，通过叠加原理来构建更复杂的场分布。这种由浅入深的学习路径，极大地降低了初学者的学习门槛，让我能够一步一个脚印地建立起对电磁学的基本认识。而且，书中每一章节的结尾都会有一个“本章小结”，清晰地梳理本章的关键概念和公式，这对于巩固学习成果非常有帮助。此外，作者还精心设计了大量的例题，这些例题的难度和类型都非常多样，覆盖了章节中的主要知识点，并且提供了详细的解题过程，让我能够模仿学习，并且在遇到困难时找到解决思路。一些具有挑战性的习题则鼓励我们独立思考，深入挖掘问题的本质。这种结构化的学习方式，让我在学习过程中能够清晰地把握学习脉络，高效地掌握知识。

评分☆☆☆☆☆

终于啃完了这本《工程电磁学》第九版，感觉像是经历了一场智力马拉松，但最终的收获感绝对是值得的。作为一名正在攻读相关专业的学生，这本书简直就是我的“圣经”级别的存在。它最让我印象深刻的是，在讲解那些看起来抽象又复杂的电磁理论时，作者并没有止步于纯粹的数学推导，而是花了很多篇幅去解释这些理论背后的物理意义。比如，在介绍麦克斯韦方程组时，每一条方程都拆解开来，用非常直观的比喻和实际的例子来帮助我们理解电场、磁场、位移电流以及它们之间相互转化的本质。我记得有一次，我对着静电场的概念纠结了很久，书里关于“高斯定律”的解释，通过类比水流或者力线的密度，一下子就点通了我，那种豁然开朗的感觉简直太棒了。而且，书中大量的图示也起到了至关重要的作用，那些精心绘制的矢量图、场分布图，让原本只能靠想象的电磁现象变得触手可及，仿佛我能亲眼看到电荷在运动，磁力线在环绕。虽然有时候为了完全理解一个定理，需要反复阅读和思考，但每次的深入都会有新的发现，这种学习的过程本身就充满了挑战与乐趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是我最为推崇的一点，它并没有将电磁学仅仅局限于理论的殿堂，而是将大量的篇幅用在了工程应用上来。从最初的静电场和静磁场，到后来的电磁波传播，再到微波电路和天线理论，每一部分的内容都紧密地联系着实际的工程问题。比如，在讲到电磁波在不同介质中的传播时，作者详细分析了反射、折射以及衰减等现象，并且给出了如何计算这些参数的具体公式和步骤，这对于我们设计无线通信系统、雷达探测器等设备至关重要。我尤其欣赏的是书中关于“传输线理论”的讲解，它不仅清楚地阐述了阻抗匹配、驻波比等概念，还提供了许多实际的电路设计案例，让我能够理解如何在实际电路中避免信号的反射和损耗。书中还涵盖了一些与电磁兼容性(EMC)相关的内容，这在现代电子设备设计中是不可或缺的一环，能够帮助我们理解和解决电磁干扰的问题。总而言之，这本书是一本非常扎实的工程教材，它不仅仅是让你掌握理论知识，更是让你学会如何将这些知识应用到解决实际工程问题中去。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本《工程电磁学》第九版给我的学习体验带来了一种全新的视角。我之前总觉得电磁学是一门枯燥的学科，但这本书让我看到了它的魅力所在。作者在撰写时，充分考虑到了读者的学习习惯和可能的困惑，采用了非常生动的语言风格，并且插入了很多与我们日常生活息息相关的例子，让我觉得电磁学并非遥不可及。例如，在讲解天线理论时，作者并没有简单罗列公式，而是通过类比收音机、手机等日常设备，让我们理解天线的工作原理，这种接地气的讲解方式，大大激发了我学习的兴趣。书中还涉及到一些关于电磁辐射对人体健康影响的讨论，以及如何设计更安全的电磁设备，这些都让我看到了电磁学在社会责任方面的意义。虽然书中不乏需要深入思考和反复琢磨的内容，但作者的写作风格总是能引导我一步步地解开谜团，让我对电磁学的认识不断深化，也让我对未来的工程实践充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论深度和广度上都给我留下了深刻的印象。作者在对各个电磁学概念的阐述上，都力求严谨和全面，并没有回避那些涉及到复杂数学推导的部分，但又会适时地给出直观的物理解释，让理论与实践相结合。我在阅读过程中，尤其被关于“位移电流”的讲解所吸引，这一个概念的提出，不仅统一了电场和磁场方程，更是为后来的电磁波理论奠定了基础。书中对不同坐标系下场的表示方法，以及如何进行矢量运算的详细说明，也为我打下了扎实的数学基础。在电磁波传播的部分，作者不仅讲解了平面波的性质，还深入探讨了球面波、柱面波等复杂波型的特性，以及它们在不同应用场景下的表现。我特别喜欢书中关于“边界条件”的详细讨论，这对于理解电磁波在不同介质界面上的行为至关重要。总的来说，这本书提供了对工程电磁学现象的全面而深入的理解，它不仅仅是学习知识，更是培养一种严谨的科学思维和解决复杂问题的能力。