新基本电学夺分宝典I（3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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电磁学核心概念与应用：理论深度解析与工程实践指南 本书旨在为学习和研究电磁学原理的读者提供一套全面、深入且注重实践应用的理论体系。它涵盖了从经典电磁场理论的基础概念到现代工程应用的前沿课题，力求在理论的严谨性与工程的可操作性之间找到最佳平衡点。全书结构清晰，逻辑严密，是电磁学领域专业人士、高年级本科生和研究生不可或缺的参考书和学习手册。 --- 第一部分：静电场与静磁场基础（理论基石的夯实） 本部分聚焦于电磁学中最基础也是最核心的静态场理论，为理解动态场的复杂性奠定坚实的数学和物理基础。 第一章：电荷、电场强度与库仑定律 本章详细阐述了电荷的基本性质、电荷守恒定律以及电荷在空间中的分布模型。重点深入剖析了库仑定律的矢量形式及其在点电荷系统中的应用。通过引入场强（Electric Field Intensity, $mathbf{E}$）的概念，我们讨论了如何利用叠加原理计算复杂电荷分布（如线电荷、面电荷、体电荷）所产生的电场。本章通过大量的几何模型分析，帮助读者建立对电场形态的直观认识。 第二章：静电场的微分形式与高斯定理 高斯定理是静电学中最强大的工具之一。本章从数学上严格推导了高斯定理的积分形式和微分形式（$ abla cdot mathbf{D} = ho_v$）。详细分析了在具有高度对称性的体系（如无限大平面、均匀带电球体、同轴圆柱）中，如何巧妙应用高斯定律来简化场强计算。同时，引入了电位移矢量（Electric Flux Density, $mathbf{D}$）的概念，并阐述了其与电场强度之间的本构关系，强调了在介质环境下的应用。 第三章：静电势能与电势 本章将电场强度与标量势函数——电势（Electric Potential, $V$）联系起来。推导了电势的定义、静电场的保守性与电势梯度的关系（$mathbf{E} = - abla V$）。深入讨论了等势面的物理意义及其与电场线的正交性。通过计算点电荷系、连续电荷系和电偶极子的电势能，深化了对电势在能量角度的理解。 第四章：静电场中的导体、介质与电容 本章是连接理论与实际材料特性的关键。详细分析了静电平衡状态下导体内部的电磁特性（电荷仅分布于表面，内部场强和电荷密度为零）。深入探讨了电介质材料的极化现象，引入了极化强度（Polarization Vector, $mathbf{P}$）的概念，并推导出电位移矢量在介质中的修正关系。最后，通过解析板状、球状、同轴圆柱形等常见几何结构电容器的结构，推导出相应的电容（Capacitance）计算方法，并探讨了多层介质电容器的等效电容计算。 第五章：静磁场基础——毕奥-萨伐尔定律与安培环路定理 本章将焦点转向稳恒电流产生的磁场。系统讲解了毕奥-萨伐尔定律（Biot-Savart Law），用于计算由微小电流元产生的磁感应强度。随后，重点阐述了安培环路定理（Ampère's Circuital Law）的积分形式（$oint mathbf{H} cdot dmathbf{l} = I_{enc}$），并演示了其在电流线、平面电流层和螺线管等具有较高对称性电流分布中计算磁场强度（$mathbf{H}$）的便捷性。 第六章：磁矢量势与磁介质 为了处理更复杂的磁场问题，本章引入了磁矢量势（Magnetic Vector Potential, $mathbf{A}$）的概念，并建立了磁感应强度与矢量势之间的关系（$mathbf{B} = abla imes mathbf{A}$）。详细推导了矢量势的泊松方程，并讨论了其在非均匀电流分布问题中的应用。此外，本章深入分析了磁性材料（如抗磁性、顺磁性和铁磁性材料）的磁化特性，引入了磁化强度（Magnetization Vector, $mathbf{M}$）和磁场强度 $mathbf{H}$ 的关系，并探讨了磁屏蔽效应。 --- 第二部分：时变场、麦克斯韦方程组与电磁波（动态场理论的构建） 本部分是全书的理论高潮，将静场理论拓展到时间依赖的动态场，最终导向电磁波的传播规律。 第七章：法拉第电磁感应定律与电磁场的动态特性 本章核心内容是法拉第电磁感应定律（Faraday's Law of Induction），详细分析了动生电动势（运动导体切割磁力线）和感生电动势（磁场变化）的物理机制。引入了位移电流（Displacement Current）的概念，这是理解麦克斯韦方程组完备性的关键一步，它修正了安培定律，使其适用于时变场。 第八章：麦克斯韦方程组的统一形式 本章将前面所有定律（高斯定理、法拉第定律、安培-麦克斯韦定律）以矢量微分形式统一起来，形成完整的麦克斯韦方程组。详细解释了四个核心方程在物理上的含义，以及它们如何描述电场和磁场之间的相互激发和演化关系。本章会着重讨论无源自由空间中电磁场的标量势和矢量势的演化方程。 第九章：平面电磁波的产生与传播 基于麦克斯韦方程组，本章推导了无源、均匀、各向同性介质中平面电磁波的波动方程。详细分析了电场、磁场和传播方向之间的相互垂直关系（横波特性）。深入探讨了亥姆霍兹方程及其在谐振腔和波导分析中的应用基础。 第十章：电磁波的能量、动量与坡印廷矢量 本章从能量守恒的角度审视电磁场。引入坡印廷矢量（Poynting Vector, $mathbf{S} = frac{1}{mu_0} (mathbf{E} imes mathbf{B})$），精确描述了电磁能流动的方向和密度。推导了电磁场的瞬时功率流密度和平均功率密度，以及电磁波携带的动量和辐射压力，为天线和微波工程提供了重要的能量分析工具。 第十一章：电磁波在介质中的传播特性 本章处理电磁波在不同材料中的具体传播现象。详细分析了电磁波在良导体（引入表面电阻和趋肤深度 $delta$）、低损耗介质和理想介质中的传播常数、衰减常数和相位常数。系统解析了波在两种不同介质界面上的反射与折射现象，推导了菲涅尔（Fresnel）公式，并探讨了全反射和布儒斯特角。 --- 第三部分：边界条件、波导与辐射（工程应用导向） 本部分将理论知识应用于具体的工程结构和辐射系统中，侧重于传输线、波导和天线等关键领域。 第十二章：电磁场边界条件 精确确定电磁场在不同材料界面上的行为是解决工程问题的关键。本章严格推导了在界面处电场和磁场分量的切向和法向分量的连续性与不连续性条件，这些条件直接来源于麦克斯韦方程组的积分形式。边界条件是分析波导、腔体和天线辐射场的数学基础。 第十三章：TEM波与传输线 本章将麦克斯韦方程组应用于一维的传输线系统（如同轴线、平行双线）。推导了电压和电流的线型微分方程，并求解了在无损耗和有损耗情况下的电压和电流的传播形式。详细分析了特性阻抗（Characteristic Impedance）、输入阻抗以及电压驻波比（VSWR）的概念，并介绍了史密斯圆图（Smith Chart）在阻抗匹配中的应用原理。 第十四章：导引波（波导）理论 本章探讨电磁能量在结构引导下的传输问题。重点分析了矩形波导和圆波导中的横电波（TE 模）和横磁波（TM 模）。推导出波导内的场分布公式，计算了截止频率（Cutoff Frequency）、导波波长和群速度。分析了波导中的能量传输和损耗机制。 第十五章：电磁辐射与天线基础 本章是电磁学与通信工程的桥梁。从小振荡电流元（如赫兹振子）开始，推导其远场区的电场和磁场分布，引入了辐射电阻的概念。系统讲解了天线的基本参数，如辐射方向图（Radiation Pattern）、有效面积、增益（Gain）和输入阻抗。通过对半波长偶极子天线和小型环形天线的分析，巩固辐射场的计算方法。 --- 本书特色： 1. 理论深度与广度兼备： 覆盖从基础静场理论到复杂电磁波传播及辐射的全方位知识体系。 2. 严谨的数学推导： 所有核心公式和定理均提供了详尽的矢量微积分推导过程。 3. 工程实例穿插： 在每个章节后附有精心设计的、与现代工程技术紧密相关的算例分析，加深对物理现象的理解和应用能力。 4. 矢量分析工具箱： 强调了直角坐标系、柱坐标系和球坐标系中的矢量微分算子（$ abla, abla cdot, abla imes, abla^2$）的应用技巧。

作者简介

王金松

　　学历
　　国立成功大学电机系博士
　　国立成功大学电机系硕士
　　国立台湾师范大学工教系(工职组)学士
　　省立嘉义高工电子科

　　经历
　　高雄市立中正高工电子科主任
　　正修科大电子工程助理教授(教授电路学)

　　现职
　　兼任高雄应用科大电子工程助理教授
 

第一章 电的基本单位/概念
1-1 单位与级数表示
1-2 焦耳定理与电压(伏特)、功率(瓦特)
1-3 库伦定理与电流(安培)
1-4 欧姆定律 (Ohm’s Law )
1-5 功率(瓦特)与马力、度、卡路里
1-6 效率与损失


第二章 电阻器之四大因素
2-1 电阻器之三大因素ρ、A、l
2-2 电阻器之第四项因素---温度
2-3 电导(西门子，姆欧)
2-4 四色色码与五色色码


第三章 电阻器的串联series与并联parallel
3-1 电阻器的串联series
3-2 克希荷夫电压定律(Kirchhoff Voltage Law，KVL)
3-3 电阻器串联考试题型
3-4 电阻器之并联parallel
3-5 克希荷夫电流定律(Kirchhoff Current Law，KCL)
3-6 电阻器并联考试题型
3-7 串并联混合电路＆无穷组网路
3-8 惠斯登电桥 Wheatstone bridge
3-9 Δ形与Y型(delta-wyes) 互换
3-10同电位(对称)短路、断路法则

第四章 电阻器的网路分析
4-0 克拉玛定律 (Cramer’s rule)
4-1 节点电压法 (Nodal Voltage Method)与OPA
4-2 密尔门等效电压法(Millman Method)
4-3 回路电流法 (Loop-Current Method)
4-4 戴维宁等效电路( Thevenin’s Equivalent)
4-5 诺顿等效电路( Norton’s Equivalent)
4-6 电压源与电流源之互换
4-7 最大功率转移法(Maximum Power Transfer Method)
4-8 重叠定理 (Super-position )

第五章电容器与电场
5-1 电容器之三大因素ε、d、A
5-2 电容器之用途与电容值大小表示方式
5-3 电容器之串/并联与储能
5-4 电力线之库伦吸引力定律：老大
5-5 电力线之电场强度：老二
5-6 电力线之电位差：老三

第六章 电感器与磁场
6-1   电感器的总公式
6-2   电感器的感应电动势---法拉第、愣次
6-3   佛莱明右手/左手定则与安培右手直线/右手螺旋定则
6-4   电感器的自感量与互感量
6-5   电感器的四大串/并联电路与储能
6-6   变压器的四大公式
6-7   磁力线之吸引力定律：老大
6-8   磁力线之电场强度：老二

序

　　基本电学是高职学生(电机与电子群)高一新生所开设的第一个专业科目，分上、下两学期，共计6学分。基本电学也是日后高二、高三所有专业科目的计算工具基础，并且，四技统测专(一)里200分占100分(50%)、专(二)里有基本电学实习部分(33%)，分数占100分~166分，多错一题，即可能多掉一个学校志愿。

　　基本电学是学生刚从国中毕业进入高职后，仍在适应高职学习生态的同时，马上面临生涩的理工科专业科目，学校教师常常为赶进度(上学期教完上册、下学期教完下册，各6章，分三次段考，每次6週至少考2章)，速度飞快，而且很多学生会前一章听不懂、下一章跟着陪葬、期末考整册完蛋。

　　所以，本书编辑重点：

　　1.让高一新生能够循序渐进自学(自修)的浅书，即时补救教学。

　　2.让高三学生准备四技统测的良书，轻松满分，并清楚掌握近10年之历届试题与命题趋势。

　　3.让学校教师任教高一班学生的浅学易懂的辅助书籍、任教高三班学生的总复习十全大补丸。

　　本书作者毕业于省立嘉义高工电子科、国立台湾师范大学工教系、国立成功大学电机工程学系博士，是最基层的技职体系，并集长年补教教学经验(功力)编辑本书。本书之目标：以作者高职出身之经历来协助目前高职学生学习基本电学，并助其一臂之力。

　　本书并得力于二位国立屏东高工2014杰出毕业生之协助校稿，：邱伯权(台科大电子系正取第六)与许晋维(放弃北科大、录取第一科大电子系)，在此一併致谢。
 

【库伦定理（Q）】
 
库伦定理（Coulomb，法国物理学家查尔斯．奥古斯丁．库伦，于1785发表）是电量的单位，符号为Q，单位为C：若导线中载有1安培的稳定电流，则在1秒内通过导线横截面积所累积的电量为1库伦；1库伦 = 1安培×秒（1A．s）
 
Q = I×t ⇒ 库伦 = 安培×秒
 
1库伦亦可定义为：Q = V×C；库伦 = 伏特×法拉（适用在第五章电容器）
 
Q = I×t = V×C ⇔ 库伦 = 安培×秒 = 伏特×法拉
 
【电流（安培，I，A）】
 
安培（法国物理学家安德烈—玛丽．安培（André-Marie Ampère, 1775-1836），于1818发表）是电流（current）单位，简称为安，符号为I，单位为A。安培是以他的姓氏命名。
 
由Q = I×t 关系式，我们对电流（安培，I，A）定义为：
 
一、电子在导体中受电场的作用，造成电子在导体中流动，简称电流（current）。
 
二、 电子流动速率：以电之传递现象而言约与光速相同（3×108m/sec）。但实际上单颗电子在导体中实际移动速率极低，约为数吋／秒，移动速度 υ 如龟速。
 
三、电流的定义：每单位时间（秒）所通过导体面积之电量（库伦）称之。
 
(一) Q = 体积×n个电子×e带电量 = A×L×n×e
 

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我最近入手了这本《新基本电学夺分宝典I（3版）》，这真的是一本让我惊喜万分的书！我个人对电学一直都抱着一种又爱又怕的态度，因为它既是许多工程技术的基础，但同时又充满了复杂的理论和公式。这本书最大的亮点在于它非常善于把抽象的概念具体化、形象化。它不仅仅给出了枯燥的定义和公式，更通过大量生动形象的图示和案例，让你能够直观地理解电学原理。比如，在讲解电流和电压时，它用了非常巧妙的比喻，让我瞬间就明白了它们之间的关系。而且，书中的题目设计非常有梯度，从最基础的选择题到需要深度思考的应用题，应有尽有。最让我印象深刻的是，它还附带了详细的解题思路和技巧，不仅仅是给出答案，更是告诉你“为什么”是这个答案，以及在解题过程中可以运用哪些方法。这对于我这种喜欢刨根问底的学习者来说，实在是太宝贵了。读这本书，感觉就像有一位经验丰富的老师在你身边一步一步地指导你，让你在不知不觉中就掌握了电学知识。

评分☆☆☆☆☆

这本《新基本电学夺分宝典I（3版）》真是让人眼前一亮！我拿到这本书的时候，就感觉它不仅仅是一本教材，更像是一个贴心的学习伙伴。书的装帧设计非常用心，纸张的质感也很好，翻阅起来很舒服。打开目录，就能感受到编者在内容编排上的细致考量。每个章节都围绕着“夺分”这个核心目标，提供了大量的典型例题和练习题，而且题目类型非常丰富，涵盖了从最基础的概念辨析到复杂的综合应用，可以说是面面俱到。我特别喜欢的是书中对每一个知识点的解析，清晰明了，而且例题的选择也非常有代表性，能够很好地引导读者理解抽象的电学原理。很多时候，看教材觉得懂了，但一做题就卡壳，这本书恰好解决了这个问题，它就像一座桥梁，把理论知识和实际解题技巧紧密地联系起来。我之前对电学一直有点畏惧，总觉得公式太多、概念太抽象，但通过这本书的学习，我发现电学其实也很有趣，而且掌握了正确的方法，学习起来也会事半功倍。这本书让我对电学学习充满了信心，我已经迫不及待地想深入研究其中的内容了！

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始拿到《新基本电学夺分宝典I（3版）》的时候，并没有抱太大的期望，毕竟市面上的电学书籍琳琅满目，很多都大同小异。但是，这本书真的给了我很大的惊喜。它的内容结构安排得非常合理，理论讲解部分详略得当，不会过于冗长，也不会过于简略，精准地抓住了核心概念。更绝的是，它在每个知识点后面都紧跟着配套的例题和习题，这些题目不仅仅是简单重复，而是层层递进，从易到难，从基础到拔高，非常有针对性。我尤其欣赏的是它对一些易错点和难点的梳理，用黑体字或者特殊标注的方式强调出来，让你一眼就能看到，避免了自己反复试错的痛苦。而且，这本书的语言风格也很接地气，不像一些学术著作那样枯燥乏味，读起来感觉很轻松，也更容易理解。对于我这种基础相对薄弱的学习者来说，这本书简直是雪中送炭，让我能够系统地、有条理地梳理和巩固电学知识，相信在它的帮助下，我的电学成绩一定会有质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期与电学打交道的学生，《新基本电学夺分宝典I（3版）》这本书给我留下了深刻的印象。它在内容编排上，可谓是下足了功夫。从最基础的电荷、电场、电势，到复杂的电路分析，本书都进行了系统性的梳理。我特别看重的是它对于“难点”的把握，那些常常让学生感到困惑的概念，在这本书里都得到了特别的关注和详细的解释。例如，在讲解戴维宁定理和诺顿定理时，作者不仅给出了严谨的推导过程，还结合了大量的实例，让你能够深刻理解它们在实际电路分析中的应用。此外，本书还非常注重解题方法的归纳和总结，提炼出了许多实用的解题技巧，这对于快速提升解题效率非常有帮助。我个人认为，这本书最出彩的地方在于它能够将理论知识与应试技巧完美结合，它不仅仅是让你“懂”电学，更是让你“会”做题，能够在这种考试的压力下，准确、高效地拿到分数。这种“夺分”的理念贯穿始终，让学习过程更有目标性。

评分☆☆☆☆☆

我近期接触到这本《新基本电学夺分宝典I（3版）》，它给我带来的感觉是“专业且亲切”。在内容的组织上，它明显是经过深思熟虑的，章节之间的逻辑衔接非常顺畅，能够让读者按照一个循序渐进的节奏来学习。我非常欣赏的是它在细节之处的严谨性，每一个公式的推导都清晰可见，每一个概念的阐释都精准到位。然而，它又不像一些纯学术的书籍那样生硬，而是通过大量的图文并茂的讲解，让枯燥的理论变得生动有趣。比如，在解释电磁感应定律的时候，它采用了动态的模拟图，能够非常直观地展示出磁场变化如何产生感应电流。而且，这本书的题目类型非常多样，不仅包含了经典的考题，还融入了近年来考试中出现的一些新题型，能够让读者提前做好准备。最让我感到欣慰的是，本书的习题解答部分非常详细，不仅仅是给出最终答案，还提供了多种解题思路和技巧，让我在遇到难题时，能够有更多的启发和学习方向。这本书让我感觉，学习电学不再是死记硬背，而是真正理解和掌握一门科学。