第一篇:工程电磁场学习心得
《工程电磁场》学习心得
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在开始学习“工程电磁场”之前,当我听到其学科名称的时候就产生了一种高深莫测的感觉,觉得电磁场应该是比较难的。但是出于对知识的渴望我怀着一颗求知的心投入了这个“新奇的”知识海洋。工程电磁场是电气专业的必修课程,对于我们电气专业的学生而言,其重要意义不言而喻。
电磁场是一门技术基础课,在我们的培养计划中起到很重要的作用。但由于电磁现象的抽象性和工程电磁场问题的复杂性,所以定性分析与定量计算都不易为我们所掌握。因此,这往往会造成我们的畏难情绪,缺乏兴趣,学习被动。为克服我们的上述问题,我觉得教材能起很大作用。教材的编排是我心目中的好教材。
1)教材能在我们已有的理沦基础上由浅人深,及时总结提高,让我们感到经过努力可以掌握所学内容,从而增加我们的学习信心。
2)教材能从各个不同角度反复强调基本理论和计算公式的适用条件,帮助我们建立清晰的物理概念和培养我们良好的科学习惯,避免我们盲目套用公式。
3)教材能处处以基本理论为指导,对现象和问题进行定性分
析和定量计算,则能培养我们正确的思维方法和分析问题的方法,提高我们运用理论知识解决实际问题的能力。4)教材能紧密联系实际,让我们能够学以致用,从而重视课程内容,提高学习兴趣。
5)教材能帮助我们掌握“类比”这一科学的分析方法,既能使我们复习和巩固已学的知识内容,又可缩短新内容的学习过程。
6)教材内容的安排,既有从特殊到一般的归纳方法,又有从一般到特殊的演绎方法,则既能使我们易于接受新内容,又能培养我们的抽象思维能力。
7)教材注重吐故纳新,及时调整教学内容,使教材紧跟时代的步伐,使我们看到科学技术的不断发展,产生努力学习的紧迫感。
8)教材能安排多种环节的配合,使我们完成一定深度的认知过程,避免我们 “考试完毕,知识归师”的走过场的现象。
下面是我从书中具体的内容来阐明我学到的东西: 1)在静电场的编排中,从电场强度的基本定义出发,利用我已有的电场力做功的物理概念和线积分、面积分的数学概念,结合介绍电介质极化的物理过程,在很自然的情况下得出了静电场的两个基本规律;又从梯度、散度和旋度的基本定义出发推导出了它们在直角坐标系下的数学表达
式,化解了矢量分析中的难点,使我较为容易地接受难以理解的上述定义,义在很自然的情况下获得了静电场中两个基本规律的微分形式。
2)唯一性定理是解题正确与否的唯一根据。本书抓住唯一性定理这一主线,贯穿于电磁场问题数学模型的建立中,在几种简洁求解方法的引入以及静电屏蔽现象的应用等方面都作了十分深刻和细致的阐明,不仅帮助我掌握了这一重要定理,而且又培养了我分析问题和解决问题的能力。3)编排静电场的指导思想同样贯彻在恒定电场和恒定磁场的编写中。在编写恒定电场时应用了类比这一科学方法,它不仅在理论推导中得到了应用,还在测量和计算中指出了它的应用所在。类比法在平面电磁波一章中得到了更为精彩的应用。相对于恒定场来说,平面电磁波一章中有很多新的概念和表达式。本书作者将平面电磁波和均匀传输线相类比,不仅便于我接受新概念,而且表达式的推导也获得了大量的简化,同时还指出了类比双方的重要区别。4)本书在介绍基本规律的微分形式时,在恒定场中从梯度、散度和旋度的基本定义出发,虽然花了较多的篇幅,但便于我接受。而在时变场中却利用了几个数学恒等式,方便地获得了基本规律的微分形式。后者培养了我的数学推理能力,这体现出本书作者的精心安排。
5)在全书的各章中,在介绍理论以后,引人了很多实例,不
但帮助我们消化理论,而且又培养了我的计算能力。此外,又将一些基本理论计算的结果引入到实际应用中,如涉及到架空地线的屏蔽效应、电缆绝缘、一相工作电容、开关熄弧、击穿电压、接地电阻和跨步电压等概念,又如时变场中的趋肤效应、邻近效应及电磁波沿传输线传输时的正确认识等。因而本书名为《工程电磁场》甚为恰当。6)本书作者紧跟时代的要求,给定量计算以足够的重视,辟专章讨论,除了精选传统的计算方法以外,又增加了两种数值计算方法。
7)本书给我们提供了较多的反复巩固的条件。如在每章末除了要点、思考题、习题外又增加了测验作业,便于我们自我检查。
总的来说工程电磁场对于我们来说是一门相当重要而且必要的课程,这学期在由王波老师教授的这门课程中,通过老师细心的讲解和独具一格的授课方式,我个人的收获匪浅并获得了巨大的理论知识飞跃和能力提升。
第二篇:工程电磁场实验报告
工程电磁场实验报告
一.题目
有一极长的方形金属槽,边宽1m,除顶盖电位为100sinπx V外,其他三面的电位均为零,试用差分法求槽内电位的分布。
二.原理
如下图所示,用分别平行于x,y轴的两组直线把场域D划分为许多正方形网格,网格线交点称为节点,两相邻平行网格线间的距离h称为步距
用表示节点处电位值,利用二元函数泰勒公式,与节点(Xi,Yj)直接相邻的节点上的电位表示为
整理可得差分方程
这就是二维拉普拉斯方程的差分格式,它将场域内任意一点的位函数值表示为周围直接相邻的四个位函数值的平均值。这一关系式对场域内的每一节点都成立,也就是说,对场域的每一个节点都可以列出一个上式形式的差分方程,所有节点的差分方程构成联立差分方程组。
已知的边界条件经离散化后成为边界点上已知数值。若场域的边界正好落在网格点上,则将这些点赋予边界上的位函数值。一般情况下,场域的边界不一定正好落在网格节点上,最简单的近似处理就是将最靠近边界点的节点作为边界节点,并将位函数的边界值赋予这些节点。
如何计算:简单迭代法
先对静电场内的节点赋予迭代初值,其上标(0)表示初始近似值。然后再按 下面的公式:
进行多次迭代(k=0,1,2,3…)。当两次邻近的迭代值差足够小时,就认为得到了电位函数的近似数值解。如何计算:超松弛迭代法
三.编程序 bc=50;%网格数
u=zeros(bc+1,bc+1);%步长为1/bc %********附初值********* w=0;
for j=1:bc+1;
u(1,j)=100*sin((j-1)*pi/bc);w=w+u(1,j);end for i=2:bc
for j=2:bc u(i,j)=w./bc;
end end
%*************************************************** h=input('please input h(1 for i=2:bc; for j=2:bc;a=u(i,j);b=u(i,j+1);c=u(i+1,j);d=u(i-1,j);e=u(i,j-1);f=(b+c+d+e)/4;u(i,j)=a+h.*(f-a); end end end %***************绘图******************** x=0:1/bc*1:1;y=0:1/bc*1:1;[x,y]=meshgrid(x,y);mesh(x,y,u)四.结果 五.实验体会 这学期上了这门课,刚开始上课,老师说教我们手算,不用计算机,终于体会到了学了计算方法的好处。熊爷爷教了线性方程组的解法,非线性方程组的解法,雅克比迭代法,解微分方程组,解积分方程组的欧拉法以及均匀媒质中的有限差分法。认真听完了课,让我认识到学计算方法的用处,又再次了解掌握了计算法的原理和运用。在自己写实验报告的时候,又再次去了解了差分法计算电磁场,并成功的编写程序将其计算出来。总的来说,不仅锻炼脑,还锻炼了手! 电磁场与电磁波学习心得 在开始学习“电磁场与电磁波”之前,当我听到其学科名称的时候就产生了一种高深莫测的感觉,觉得电磁场应该是比较难的。但是出于对知识的渴望我怀着一颗求知的心投入了这个“新奇的”知识海洋。 当接触了“电磁场与电磁波”并开始学习的时候这种所谓的惧怕感还是依旧存在。每当读到某个科学家经过了反复的实验从而发现了一个著名的定理或是公式的时候我都非常向往,无疑这些名人事迹提高了我的学习兴趣。但是每当看到一个个繁杂的公式与难于理解的论证的时候,这都让我感到这门课程的难度之高。然而每当专心下来仔细思考,一点一点的从基础公式去推演论证的时候,我又能感受到其在科学与生活方面的独特魅力。 纵观电磁波发展史,人们很早就接触到电和磁的现象,并知道磁棒有南北两极。在18世纪,发现电荷有两种:正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸,作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。但长期以来,人们只是发现了电和磁的现象,并没有发现电和磁之间的联系。后来奥斯特、安培、法拉第等人的研究又使人类又电磁波的认识进步了一个阶梯,19世纪中叶伟大的理论物理学家麦克斯韦总结了前人关于电磁学的研究成果,建立了完整的电磁场理论。这使得人们对电磁波的有了相对成熟的认识。 可以说电磁场理论是工科电类专业的一门重要的技术基础课。它在物理电磁学的基础上,进一步研究了宏观电磁现象的基本规律和分析方法,是深入理解和分析工程实际中电磁问题所必须掌握的基本知识。它的地位我觉得就像英语中的语法,用来分析句子和文章的成分结构,没有它我们只能死记硬背一些公式与结论,而利用了电磁理论就能很容易的分析一些实质性的问题从而有更加深刻的体会。很多实际工程问题只有通过电磁场才能揭示其本质。对电磁场的学习使我认识很多物理现象的本质。电磁场由相互依存的电磁和磁场的总和构成的一种物理场。电场随时间变化时产生磁场,磁场随时间变化时又产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面,电流会产生磁场,变动的磁场则会产生电流。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场,而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般,因此被称为电磁波,也常称为电波。电磁场与电磁波在实际生产、生活、医学、军事等领域有着广泛的应用,具有不可替代的作用。如果没有发现电磁波,现在的社会生活将是无法想象的。 相信每一门学科都是经过反复学习与实践才能理解它的内涵的,所以这次对“电磁场与电磁波”的学习将为我打开一扇新的大门,为进一步去学习它与其相关的知识打下坚实的基础。 个人总结 工程电磁场计算是电气专业的公共必修课程,对于我们电气专业的研究生而言,其重要意义不言而喻。今年的下学期在由邹玲老师教授的这门课程中,通过老师细心的讲解和独具一格的授课方式,我个人的收获匪浅并获得了巨大的理论知识飞跃和能力提升。 首先,我重新梳理了个人对于这门课程的认识。以往对于工程电磁场这门课程的理解仅仅局限于在电工理论的小圈子里面,对于电磁场的概念简单的认为是对于电路的一个微观视角。其中所了解的知识点也不过是静电场中的库伦定律、高斯定律已经安培环路定律,以及在高中物理学中所涉及到的电磁感应定律和洛伦兹力。总之以前的认识都是一些辅助于电路知识中的如何微观的算电流、电压,或者辅助于力学问题中的如何算受力的应用。而在本学期的课程中,我清醒的认识到电磁场不仅仅是用于辅助研究宏观的电路和力学问题,而是更加严谨的解释这些问题。我的理论知识从简单的静电场过度到了整个电场强度及分布问题的分析上来。通过数学的工具:积分和旋度。我了解到了麦克斯韦方程式,以及欧拉变换。进而通过麦克斯韦方程结合计算机知识来解决遇到的电场分布的问题。 其次,通过课堂授课和课下作业报告的方式,我进一步了解到了完成一件即使是非常普通的工程中也必不可少的艰辛。在我这一组的自动剖分的作业中,我担任了手算对比的工作,对于个人而言,计算的数据虽然不大,但是要计算好每个数值和顺序却是比较繁琐的。同样,我的同组成员中,其中2名同学进行基础理论的讲解,余下4名同学自己或者通过借鉴或者自创程序来运行完成要求任务,他们的工作量也都非常巨大,充满挑战。在上台演讲期间我们多次商定如何安排每一步工作流程,期间合作中每个人的交流能力和协作水平都有极大的提升。我们作为一个团队,工作中能细致安排每个人的任务细节,流程上能做到衔接得当毫无违和感,表达上能做到通俗易懂,这些都是我们在不断锻炼和磨砺中成长的表现。最后,不得不感谢邹玲老师的悉心教导和其他组同学的热心支持,我们在完成任务期间向各位的问题求教和咨询中,各位能够在百忙中抽出空闲对我们进行帮忙斧正和指导,这就是对我们的最大鼓励。 电磁场与电磁波学习心得 12级通信班,王小莉(1201120148) 《电磁场与电磁波》作为通信工程专业的一门骨干学科,其重要性不言而喻,但该课程体系严谨,公式繁多,推导复杂,概念抽象。在学习时因难以理解而倍感困难。并且需要一定的物理及高数基础,不然学起来就更像学天书。 在现代电子技术中,不论是通讯、广播、电视、导航、雷达、定位、遥感、测控、以及电子对抗系统,还是家用电器、工业自动化、地质勘探、电力设施、交通运输、医疗卫生等领域,都直接或间接地涉及到电磁场与电磁波的有关内容。本课程的最大特点就是数学推导与分析较多,理论性较强,内容抽象,涉及了大量繁琐的计算和证明,对数学基础有较高的要求。课程中虽然涉及了部分中学阶段的电磁学知识,但在此基础上又有延伸和拓展,并以一种全新的方式呈现在我们面前(微分或积分形式)。但也仅仅是从其数学意义的角度上进行的,其间并未过多涉及其具体的工程应问题,使得在学习时依旧存在着一些理解上的障碍。同时,电磁场与电磁波存在于四维空间当中。对于习惯了三维空间的我们来说,引入既抽象又难理解的四维空间,无疑又给我们的学习带来了更大的困难。此外,书中还汇聚了多达数十位科学家的毕生研究成果,如麦克斯韦方程组,法拉第电磁感应定律,安培定律,达朗贝尔方程,海姆霍夫定理,坡印廷定律等,不胜枚举。更值得一提的是:这些知识的年代跨度可达数百年。由此,课程的特点也就更加显而易见:即难学、难懂。 电磁场与电磁波课程体系严谨,公式繁多,推导复杂,概念抽象,难以理解。因此我在学习之前树立了一个正确的学习态度,即使难学难懂,还要根据本课程的特点有针对性的采取一些科学的学习方法对这门课各个击破。 此外书中还频繁涉及到高等数学和线性代数的内容,比如旋度的计算就涉及到了线性代数中行列式的计算,散度和梯度的计算又涉及到了高等数学中的有关知识。本课程有大量的电磁学公式,而课本中针对这些公式的大量繁杂的数学推导和证明又常常使我们无所适从,一头雾水。在解决实际问题的时候,根本无法抓住问题的本质所在,依旧会无从下手。 在以往其他专业课的学习中,总是对计算能力有着较高的要求,结果则往往是在考试时仅仅套了套公式,按了按计算器而已。虽然成绩较高,但是收获却不大。然而在电磁场与电磁波这门课程当中,真正应该强调的是对概念的理解,而并非计算和推导。对概念不仅要知其然,还要知其所以然,这样在实践中才能真正应用所学知识来解决问题。纵然在实际工程应用中会伴随着大量复杂的、且有一定精度要求的计算,但这些计算完全可以交给功能强大且效率极高的电子计算机来完成。在追求效率和速度的今天,在某些工程应用中使用手工计算明显不合时宜,因此不必拘泥于计算的问题。此外,过于繁杂的计算反而会掩盖概念的本质。对于计算,我们认为应该充分利用好现代计算工具,如各种数值计算软件和专业的电磁场与电磁波分析软件,熟练掌握它们的使用方法,培养现代工程实践能力才是正确的方向。 电磁场与电磁波课程中有许多内容比较抽象,比如:电磁波的极化现象,时谐电磁场,电磁波在空间的传播等内容。若只是研究课本上的理论,不仅十分枯燥而且不易理解掌握。此时应该遵循由感性到理性的认识规律,合理运用的电子课件,把抽象的内容形象化,具体化。 在《电磁场与电磁波》的学习过程中,必须学会一点点化解,比如学习电场时,先从点电荷开始,到线电荷,再到面电荷,最终到体电荷。从它所产生的电场类型开始,由静电场到时变电场,即Maxwell方程组中的第二,第四方程。从它所产生的磁场类型开始,由恒定磁场到时变磁场,即Maxwell方程组中的第一,第三方程。在有关电流的部分,同样可以以点带线,以线带面地来研究点电荷,线电流,面电流以及相应的电流密度等各种特性。而后又可以采用归纳法,从Maxwell方程组出发来反思静态场,把静态场归结为时变场的一种特殊情况。 该课程学习难度较大,公式概念不易理解,知识体系难以把握。但这并不意味着就没有办法取得理想的学习效果。我相信,只要结合自身实际,采用科学的,行之有效的学习方法,仍旧可以取得理想的效果。最后还应该特别值得注意的是:就算是遇到难点,也千万不能放弃,要多和别人交流,多问问题,最后依然会成功地理解这本书的。第三篇:电磁场与电磁波学习心得
第四篇:工程电磁场的作业总结
第五篇:电磁场与电磁波学习心得