Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского»

Кафедра радиоэлектроники и радиосвязи

А.Н. Шибков

Основные законы теории электромагнитного поля

Учебное пособие

Рекомендовано научно-методическим советом

Морского государственного университета

в качестве учебного пособия по курсам

«Электромагнитные поля и волны», «Электродинамика и распространение радиоволн» и «Основы электродинамики и распространение радиоволн» для специальностей 160900 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования», 210200 «Средства связи с подвижными объектами» и 075600 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»

Владивосток

2010

УДК 538.3

Шибков, А.Н.Основные законы теории электромагнитного поля [Текст] : учеб. пособие /А.Н. Шибков. – Владивосток : Мор. гос. ун-т, 2010. – 65 с.

Приведены основные сведения о закономерностях, описывающих электромагнитное поле. Дано описание способов определения векторов электромагнитного поля. Описаны основные уравнения электродинамики и методы их решения.

Учебное пособие подготовлено в соответствии с учебными планами специальностей 160900 «Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования», 210200 «Средства связи с подвижными объектами» и 075600 «Информационная безопасность телекоммуникационных систем»

Предназначено для студентов и курсантов вузов.

Ил. 14, библиогр. 6 назв.

Рецензенты:

В.И. Белоконь, д-р. физ.-мат. наук. профессор, ДВГУ

В.Н. Савченко, д-р. физ.-мат. наук. профессор, ТГЭУ

©А. Н. Шибков, 2010

© Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского, 2010

Содержание

	Основные обозначения		4
1.	Описание электромагнитного поля		5
1.1.	Силовые векторы электромагнитного поля		5
1.2.	Электромагнитное поле в материальных средах		7
1.2.1.	Поляризация диэлектриков		7
1.2.2.	Намагничивание магнетиков		11
1.3.	Ток проводимости и ток смещения		14
2.	Основные уравнения электродинамики		16
2.1.	Первое уравнение Максвелла		16
2.2.	Второе уравнение Максвелла		18
2.3.	Третье уравнение Максвелла		20
2.4.	Четвертое уравнение Максвелла		21
2.5.	Уравнение непрерывности		22
2.6.	Полная система уравнений Максвелла		24
2.7.	Классификация электромагнитных явлений		25
3.	Некоторые особенности решения уравнений электродинамики		28
3.1.	Метод комплексных амплитуд		28
3.2.	Комплексная диэлектрическая проницаемость		30
3.3.	Перестановочная двойственность уравнений Максвелла		32
4.	Энергия электромагнитного поля		34
4.1.	Баланс энергии электромагнитного поля		34
4.2.	Плотность энергии электромагнитного поля		40
4.3.	Скорость распространения электромагнитной энергии		42
4.4.	Баланс энергии при гармонических колебаниях		44
5.	Дифференциальные уравнения электродинамики второго порядка и их решение		49
5.1.	Дифференциальные уравнения второго порядка в частных производных		49
5.2.	Решения волновых уравнений в декартовых, цилиндрических и сферических координатах		51
5.3.	Граничные условия для векторов электромагнитного поля		54
5.3.1.	Граничные условия для нормальных составляющих векторов поля		55
5.3.2.	Граничные условия для тангенциальных составляющих векторов поля		58
	Список используемых источников		63