Engineering Electromagnetics 9／e pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 電磁學
• 工程電磁場
• 電磁理論
• 麥剋斯韋方程
• 電磁波
• 傳輸綫
• 天綫
• 電磁兼容性
• 電磁場與電磁波
• 高等數學

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.
 

經典電磁學原理與應用深度解析 一部聚焦於電磁場與波理論基礎，兼顧工程實踐應用的權威教材 書籍核心關注點： 本書旨在為讀者構建一個全麵、深入且嚴謹的電磁學知識體係。我們不涉及特定版本的教科書內容，而是專注於電磁場理論的通用核心概念、數學框架以及其在現代工程領域中的基礎應用。本書深入探討瞭麥剋斯韋方程組的精髓，並以此為基石，係統性地闡述瞭靜電場、靜磁場、時變場、電磁波傳播、導引與輻射等關鍵主題。 目標讀者： 電子工程、通信工程、物理學、材料科學等相關專業的高年級本科生、研究生，以及需要鞏固和深化電磁學基礎知識的工程技術人員。 --- 第一部分：靜電場與靜磁場的基礎框架 本部分奠定瞭整個電磁學大廈的基石，著重於電荷和電流在平衡狀態下的行為分析。 1. 矢量分析基礎與坐標係的選擇 在深入電磁場之前，本書首先迴顧瞭必要的數學工具。這包括瞭三維空間中矢量代數、微積分的復習，特彆是梯度（Gradient）、散度（Divergence）和鏇度（Curl）的物理意義與計算方法。同時，詳細介紹瞭直角坐標係（Cartesian）、柱坐標係（Cylindrical）和球坐標係（Spherical）的適用場景，強調瞭在不同幾何形狀問題中選擇閤適坐標係的重要性，這是後續求解邊界值問題的前提。 2. 靜電場理論的構建 靜電場部分從庫侖定律齣發，逐步推廣到電場強度（$mathbf{E}$）的概念。本書對電荷連續體（麵荷、綫荷、體荷）産生的場進行瞭詳細的積分分析。核心章節聚焦於兩大基本定律的應用： 高斯定律（Gauss's Law in Electrostatics）： 深入剖析瞭電通量概念，並演示瞭高斯定律在具有高度對稱性（如無限平麵、同軸圓柱、均勻帶電球體）問題中簡化場計算的強大能力。 電勢（Electric Potential）： 引入電勢的概念，展示瞭電場強度與電勢之間的梯度關係（$mathbf{E} = - abla V$）。這為分析保守場提供瞭更簡潔的標量方法。 3. 邊界條件與靜電學應用 對導體、電介質（介質）與真空的界麵，靜電場的切嚮和法嚮分量必須滿足特定的邊界條件。本書詳盡推導瞭這些條件，並探討瞭等勢麵和電場綫在邊界上的錶現。此外，還涵蓋瞭電勢的求解方法，包括拉普拉斯方程（Laplace's Equation）和泊鬆方程（Poisson's Equation）在無源區域和有源區域的應用，以及分離變量法求解二維靜電問題的標準流程。 4. 靜磁場理論與麥剋斯韋第一組方程 靜磁場部分將分析擴展到穩恒電流係統。從畢奧-薩伐爾定律（Biot-Savart Law）齣發，建立瞭磁感應強度（$mathbf{B}$）的概念。 安培環路定律（Ampère's Circuital Law）： 與高斯定律類似，環路定律在處理具有高對稱性的穩恒電流分布（如無限長直導綫、螺綫管、環形電流）時，能極大地簡化磁場的計算。 磁矢量勢（Magnetic Vector Potential, $mathbf{A}$）： 引入磁矢量勢作為求解靜磁場的替代方法，尤其是在處理復雜電流分布時，通過求解 $ abla^2 mathbf{A} = -mu mathbf{J}$ 來間接獲得磁場。 5. 物質中的磁場與磁特性 本章深入探討瞭物質對磁場的影響，包括抗磁性、順磁性和鐵磁性的微觀機理。詳細區分瞭磁感應強度 ($mathbf{B}$)、磁場強度 ($mathbf{H}$)、磁化強度 ($mathbf{M}$) 之間的關係，並分析瞭磁材料邊界上的 H 場和 B 場的邊界條件。 --- 第二部分：時變場與電磁波的産生 本部分是連接靜態場論與動態場論的橋梁，核心是引入時間變化的概念，並最終導齣完整的麥剋斯韋方程組。 6. 法拉第電磁感應定律與麥剋斯韋修正 時間變化的概念被引入到磁場中，導緻瞭法拉第電磁感應定律的形成，揭示瞭變化的磁場如何産生電場。隨後，本書嚴格推導瞭麥剋斯韋對安培定律的修正項——位移電流（Displacement Current），這是電磁理論從靜態走嚮動態的關鍵一步。至此，完整的麥剋斯韋方程組（微分形式和積分形式）被正式確立。 7. 動生場與場的互作用 本書詳細分析瞭在時變場中，由變化的電場産生的磁場（動生磁場）和由變化的磁場産生的電場（動生電場）是如何相互耦閤和驅動的。重點討論瞭能量的存儲和流動，引入瞭坡印廷矢量（Poynting Vector）來描述電磁能量的瞬時流密度和方嚮，並推導瞭坡印廷定理（能量守恒定律在電磁場中的體現）。 8. 電磁波的産生與特性 基於麥剋斯韋方程組，本書推導瞭在無源、無損介質中均勻平麵電磁波的波動方程。 導納與特性阻抗： 詳細分析瞭電磁波在不同介質中傳播時的特性阻抗，這是理解反射、透射問題的關鍵參數。 傳播常數： 明確區分瞭相移常數（$eta$）和衰減常數（$alpha$），為分析損耗介質中的傳播奠定基礎。 --- 第三部分：電磁波的傳播、導引與輻射 本部分將理論應用於解決實際工程問題，關注電磁波如何在特定環境中傳輸以及如何有效地被發射齣去。 9. 導波理論：傳輸綫的物理模型 導波理論部分將電磁波的傳播現象具體化到工程結構中。 無損傳輸綫分析： 建立瞭集總元件模型（Lumped Element Model）與分布參數模型（Distributed Parameter Model）之間的聯係。深入分析瞭電壓和電流的傳播、輸入阻抗、反射係數和駐波比（VSWR）。 史密斯圓圖（Smith Chart）： 詳細介紹瞭史密斯圓圖作為無損傳輸綫阻抗匹配的圖形化工具，並演示瞭其在計算反射、匹配網絡設計中的應用。 波導（Waveguides）： 探討瞭電磁波在金屬波導中的傳播模式（如 $ ext{TE}$ 模式和 $ ext{TM}$ 模式），分析瞭截止頻率的概念以及波導中的能量傳輸特性。 10. 平麵波在介質界麵上的行為 本章專注於分析平麵波從一種介質入射到另一種介質界麵時的復雜行為。 反射與摺射定律： 基於邊界條件，嚴格推導瞭菲涅耳公式（Fresnel's Equations），分彆處理瞭垂直極化波和平行極化波的反射和透射係數。 全內反射（Total Internal Reflection）： 深入分析瞭當光速和摺射率發生變化時，波如何被完全約束在較高摺射率的介質中傳播的現象，這是光縴通信的基礎。 11. 電磁波的輻射 最後一部分轉嚮瞭電磁場與輻射源的相互作用。 齊次解與特解： 迴顧瞭在輻射場分析中，如何分離近場（Fresnel Region）和遠場（Fraunhofer Region）的數學處理。 小型輻射源分析： 重點分析瞭最基礎的輻射單元——電偶極子（Hertzian Dipole）和磁偶極子（Magnetic Dipole）的遠場輻射方嚮圖、輸入阻抗和總輻射功率，為天綫設計提供瞭理論起點。 本書通過嚴謹的數學推導和豐富的物理洞察，確保讀者不僅掌握如何“計算”電磁場，更能深刻理解電磁現象背後的“物理本質”。

评分☆☆☆☆☆

不得不說，這本《工程電磁學》第九版給我的學習體驗帶來瞭一種全新的視角。我之前總覺得電磁學是一門枯燥的學科，但這本書讓我看到瞭它的魅力所在。作者在撰寫時，充分考慮到瞭讀者的學習習慣和可能的睏惑，采用瞭非常生動的語言風格，並且插入瞭很多與我們日常生活息息相關的例子，讓我覺得電磁學並非遙不可及。例如，在講解天綫理論時，作者並沒有簡單羅列公式，而是通過類比收音機、手機等日常設備，讓我們理解天綫的工作原理，這種接地氣的講解方式，大大激發瞭我學習的興趣。書中還涉及到一些關於電磁輻射對人體健康影響的討論，以及如何設計更安全的電磁設備，這些都讓我看到瞭電磁學在社會責任方麵的意義。雖然書中不乏需要深入思考和反復琢磨的內容，但作者的寫作風格總是能引導我一步步地解開謎團，讓我對電磁學的認識不斷深化，也讓我對未來的工程實踐充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

在學習《工程電磁學》第九版的過程中，我深刻體會到瞭作者在內容編排上的獨到之處。他並沒有一開始就拋齣復雜的數學模型，而是循序漸進，從最基礎的概念講起，逐步深入。比如，在介紹電場和磁場時，先從點電荷、電流元等基本單元入手，通過疊加原理來構建更復雜的場分布。這種由淺入深的學習路徑，極大地降低瞭初學者的學習門檻，讓我能夠一步一個腳印地建立起對電磁學的基本認識。而且，書中每一章節的結尾都會有一個“本章小結”，清晰地梳理本章的關鍵概念和公式，這對於鞏固學習成果非常有幫助。此外，作者還精心設計瞭大量的例題，這些例題的難度和類型都非常多樣，覆蓋瞭章節中的主要知識點，並且提供瞭詳細的解題過程，讓我能夠模仿學習，並且在遇到睏難時找到解決思路。一些具有挑戰性的習題則鼓勵我們獨立思考，深入挖掘問題的本質。這種結構化的學習方式，讓我在學習過程中能夠清晰地把握學習脈絡，高效地掌握知識。

评分☆☆☆☆☆

這本書的實用性是我最為推崇的一點，它並沒有將電磁學僅僅局限於理論的殿堂，而是將大量的篇幅用在瞭工程應用上來。從最初的靜電場和靜磁場，到後來的電磁波傳播，再到微波電路和天綫理論，每一部分的內容都緊密地聯係著實際的工程問題。比如，在講到電磁波在不同介質中的傳播時，作者詳細分析瞭反射、摺射以及衰減等現象，並且給齣瞭如何計算這些參數的具體公式和步驟，這對於我們設計無綫通信係統、雷達探測器等設備至關重要。我尤其欣賞的是書中關於“傳輸綫理論”的講解，它不僅清楚地闡述瞭阻抗匹配、駐波比等概念，還提供瞭許多實際的電路設計案例，讓我能夠理解如何在實際電路中避免信號的反射和損耗。書中還涵蓋瞭一些與電磁兼容性(EMC)相關的內容，這在現代電子設備設計中是不可或缺的一環，能夠幫助我們理解和解決電磁乾擾的問題。總而言之，這本書是一本非常紮實的工程教材，它不僅僅是讓你掌握理論知識，更是讓你學會如何將這些知識應用到解決實際工程問題中去。

评分☆☆☆☆☆

終於啃完瞭這本《工程電磁學》第九版，感覺像是經曆瞭一場智力馬拉鬆，但最終的收獲感絕對是值得的。作為一名正在攻讀相關專業的學生，這本書簡直就是我的“聖經”級彆的存在。它最讓我印象深刻的是，在講解那些看起來抽象又復雜的電磁理論時，作者並沒有止步於純粹的數學推導，而是花瞭很多篇幅去解釋這些理論背後的物理意義。比如，在介紹麥剋斯韋方程組時，每一條方程都拆解開來，用非常直觀的比喻和實際的例子來幫助我們理解電場、磁場、位移電流以及它們之間相互轉化的本質。我記得有一次，我對著靜電場的概念糾結瞭很久，書裏關於“高斯定律”的解釋，通過類比水流或者力綫的密度，一下子就點通瞭我，那種豁然開朗的感覺簡直太棒瞭。而且，書中大量的圖示也起到瞭至關重要的作用，那些精心繪製的矢量圖、場分布圖，讓原本隻能靠想象的電磁現象變得觸手可及，仿佛我能親眼看到電荷在運動，磁力綫在環繞。雖然有時候為瞭完全理解一個定理，需要反復閱讀和思考，但每次的深入都會有新的發現，這種學習的過程本身就充滿瞭挑戰與樂趣。

评分☆☆☆☆☆

這本書在理論深度和廣度上都給我留下瞭深刻的印象。作者在對各個電磁學概念的闡述上，都力求嚴謹和全麵，並沒有迴避那些涉及到復雜數學推導的部分，但又會適時地給齣直觀的物理解釋，讓理論與實踐相結閤。我在閱讀過程中，尤其被關於“位移電流”的講解所吸引，這一個概念的提齣，不僅統一瞭電場和磁場方程，更是為後來的電磁波理論奠定瞭基礎。書中對不同坐標係下場的錶示方法，以及如何進行矢量運算的詳細說明，也為我打下瞭紮實的數學基礎。在電磁波傳播的部分，作者不僅講解瞭平麵波的性質，還深入探討瞭球麵波、柱麵波等復雜波型的特性，以及它們在不同應用場景下的錶現。我特彆喜歡書中關於“邊界條件”的詳細討論，這對於理解電磁波在不同介質界麵上的行為至關重要。總的來說，這本書提供瞭對工程電磁學現象的全麵而深入的理解，它不僅僅是學習知識，更是培養一種嚴謹的科學思維和解決復雜問題的能力。