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出版者:中国水利水电出版社

作者:许建安 编

出品人:

页数:255

译者:

出版时间:2004-1

价格:31.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508431130

丛书系列:

图书标签:

• 电力系统
• 继电保护
• 电力工程
• 电气工程
• 自动化
• 智能电网
• 电力电子
• 高电压
• 电力设备
• 保护技术

《电磁场理论基础与应用》 内容简介 本书旨在为电气工程、电子科学与技术、物理学等相关专业本科生及研究生提供一套全面、深入的电磁场理论基础和工程应用知识体系。全书共分十一章，内容涵盖静电场、静磁场、时变电磁场、麦克斯韦方程组的推导与应用，以及电磁波的传播、导引和辐射等核心主题。 第一部分：静电场与静磁场基础 第一章：矢量分析与坐标系 本章首先回顾了高等数学中的矢量微积分知识，重点介绍散度、旋度、梯度算子的物理意义，并详细阐述了笛卡尔、柱面和球坐标系下的矢量微分算子形式。这是理解后续电磁场理论的数学工具基础。内容包括线积分、面积分、体积分的应用及其在物理定律中的体现。 第二章：库仑定律与电荷密度 本章从最基本的库仑定律出发，讲解点电荷、线电荷、面电荷和体电荷的定义及相应的电荷密度描述。通过积分方法计算各种典型电荷分布产生的电场强度，为后续的静电场分析奠定基础。 第三章：电场的性质与高斯定理 系统阐述了电场的概念，包括电场线、电通量。重点推导并详细应用高斯定理，这是求解具有高度对称性电荷分布电场的强大工具。内容深入探讨了高斯定理在无限大平面电荷、无限长电缆等情景下的应用，并引入了电位移矢量 $mathbf{D}$ 的概念及其物理意义。 第四章：电势与静电场的能量 本章引入电势的概念，阐述电势与电场强度的关系，并讨论等势面的特性。随后，详细推导静电场的能量密度公式，并计算储存在电场中的总能量。讨论电介质的极化现象，引入相对介电常数 $epsilon_r$ 和介质中的电场分布规律。 第五章：导体与边界条件（静电场） 分析理想导体在静电场中的行为，证明导体内部场强为零，净电荷分布于导体表面。详细推导静电场在理想导体与电介质、两种不同电介质交界面上的边界条件，这些条件是求解复杂结构电磁场问题的关键。 第六章：毕奥-萨伐尔定律与磁场强度 本章转向静磁场，从毕奥-萨伐尔定律出发，计算恒定电流元产生的磁场。系统分析直线电流、圆形电流环、螺线管等典型电流分布产生的磁感应强度 $mathbf{B}$。引入磁场强度 $mathbf{H}$ 的概念，并讨论磁荷的类比（仅作为概念引入，不作为基本物理实体）。 第七章：安培环路定理与磁矢位 推导并详细应用安培环路定理，用于求解具有高对称性的稳恒电流系统产生的磁场。深入讨论磁矢位 $mathbf{A}$ 的概念，阐述其在求解复杂磁场问题中的便利性，并讨论磁场能量的存储。 第八章：磁介质与磁边界条件 分析磁介质（如顺磁、抗磁、铁磁材料）的磁化特性，引入磁导率 $mu$。推导磁场在两种不同磁介质界面上的边界条件，并结合静磁场的能量密度，讨论磁场对材料的作用力。 第二部分：时变场、麦克斯韦方程组与电磁波 第九章：法拉第电磁感应定律与麦克斯韦修正 本章是连接静场与动场的关键。详细阐述法拉第电磁感应定律，引入感应电动势的概念，分析动生电动势和时变磁通量引起的电动势。基于法拉第定律和安培定律的修正，完整推导出麦克斯韦方程组的四项基本方程，奠定时变电磁场分析的基础。 第十章：麦克斯韦方程组的完整应用 本章专注于麦克斯韦方程组在不同介质（真空、理想导体、有损耗介质）中的具体形式。求解无源区域的亥姆霍兹方程，重点推导和分析平面电磁波在无损耗（理想电介质）、有损耗（良导体）介质中的传播特性，包括传播常数、相速、群速、趋肤深度等参数的物理意义。 第十一章：导引波与电磁波辐射 本章将理论应用于工程实际。首先分析导引波的基本原理，重点介绍矩形波导中的TE模和TM模的截止频率计算和场分布特性。随后，引入电磁波辐射的概念，推导偶极子天线的辐射场远区表达式，并讨论辐射功率的概念。 适用对象与特点： 本书结构严谨，逻辑清晰，从基本定律到复杂方程的推导过程详尽无遗。每章末均附有思考题和习题，帮助读者巩固理论知识。本书不仅强调物理图像的建立，更注重数学工具的精确应用，是深入理解电磁兼容性（EMC）、微波技术、光通信等前沿领域所不可或缺的理论基石。本书内容侧重于基础理论的深度挖掘和普适性方法的掌握，不涉及具体的电力系统或继电保护装置设计原理。

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这本书的内容深度和广度都让我感到震撼，它绝不仅仅局限于电力系统的常规保护范畴。我惊喜地发现，其中花了相当大的篇幅来探讨那些“疑难杂症”——那些非典型故障的处理策略。比如，当线路发生电压互感器二次回路接地时，主保护如何避免误动，副保护如何确保可靠性，作者给出了好几套设计思路和逻辑框图。这种对极端情况的深入剖析，体现了作者对于整个电网运行安全性的终极关怀。阅读这些章节时，我感觉自己仿佛在和一位经验丰富的老工程师进行私密的探讨，他正在毫无保留地分享那些吃过亏、走过弯路的宝贵经验。我特别想提一下关于故障录波和数据分析的部分，它教导读者如何从海量的故障数据中提取有价值的信息，重建故障过程，这对于事故复盘和预防未来同类事件的发生，有着无可替代的作用。这本书的价值，就在于它教会我们如何思考“万一”的情况。

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这本书真是让我大开眼界，感觉像是被拉进了电力系统维护的真实世界。我本来对继电保护这个概念只停留在书本上的理论认识，觉得挺枯燥的，但这本书的叙述方式非常生动。作者似乎特别擅长将复杂的工程问题转化为易于理解的案例分析。尤其是关于故障定位和快速切除的章节，简直是实战指南。我记得有一段描述了在高压输电线路发生瞬时接地故障时，保护装置是如何在毫秒级的时间内完成侦测、判断和动作的，那种紧张感和精准度让人印象深刻。它不仅仅是罗列公式和标准，更多的是探讨了在实际电网运行中，如何平衡保护的灵敏度、选择性和可靠性这三大相互制约的要素。我能感受到作者深厚的实践经验，他对各种运行环境下的特殊情况考虑得非常周全，比如电压互感器二次回路故障的处理，这些在很多教科书中往往是一笔带过，但这本书却给出了详尽的排查步骤和解决方案。读完后，我不再觉得继电保护是高高在上的理论，而是一门充满了智慧和经验的艺术。

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这本书的装帧和排版设计着实让我眼前一亮，这在技术书籍中并不多见。它大量的图表和示意图，简直就是为视觉学习者量身定制的。我尤其喜欢其中关于继电器动作原理的剖析图，那些复杂的机械结构和电磁耦合关系，通过高清的插图展示得一清二楚，比看那些晦涩的文字描述要高效得多。不过，我也发现了一个小小的遗憾，在关于电磁暂态过程仿真配合分析的部分，图例的清晰度稍显不足，尤其是在涉及到波形细节的对比时，需要反复对照文字才能完全理解。尽管如此，书中对不同类型继电器的优缺点对比分析是相当到位的，比如老式的机电式继电器与现代微机保护在反应速度、抗干扰能力上的差异，作者都给出了量化的比较数据。总而言之，这是一本非常注重工程实践和直观展示的著作，阅读体验远超我的预期，让人觉得技术学习也可以是视觉享受。

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拿到这本书时，我原本期望能找到一些关于最新技术发展，比如微机保护的深度解析，但阅读过程中发现，它更侧重于对传统保护原理的系统梳理和深入挖掘。这本书的逻辑结构非常清晰，从基本原理出发，逐步过渡到不同类型的保护装置，比如过电流保护、距离保护等等。作者的文笔非常严谨，每一个概念的引入都伴随着清晰的数学推导和物理意义的阐释，丝毫没有含糊不清的地方。这对于我巩固基础知识非常有帮助。我特别欣赏它在阐述保护定值整定时所采用的循序渐进的方法。它没有直接给出结论，而是引导读者思考在不同负荷率、不同故障点阻抗下的保护动作特性曲线是如何变化的，这极大地锻炼了我的分析能力。虽然对于已经非常熟悉这领域的专家来说，可能显得基础了一些，但对于我们这些需要系统学习、打牢根基的人来说，简直是教科书级别的优秀范本。它仿佛有一股魔力，能把那些看似抽象的电气量，还原成电网中真实的电流和电压波动。

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我得说，这本书的语言风格非常独特，它在保持高度专业性的同时，融入了一种近乎于叙事的节奏感，读起来完全没有技术书籍那种生硬的刻板印象。作者似乎非常擅长使用类比和反问来引导读者的思考，使得那些本来应该让人打瞌睡的章节也变得引人入胜。例如，在解释保护的“死区”概念时，他没有直接抛出数学边界，而是通过一个类似“守卫盲区”的场景描述，瞬间就把保护装置的局限性刻画得淋漓尽致。这种文笔上的技巧，极大地降低了学习的心理门槛。当然，对于那些习惯了纯粹公式堆砌的学习者来说，可能需要一点时间去适应这种略带文学色彩的叙事方式。但对我个人而言，它成功地将枯燥的保护逻辑与生动的工程场景结合起来，让我对这个领域的热情持续高涨。这本书更像是一本深入行业的“密笈”，而不是一本僵硬的教材。

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