Giáo Trình Lý Thuyết Trường Điện Từ Cho Sinh Viên Ngành Điện Điện Tử Phần 1

• Tác giả: TS. Đặng Danh Hoàng
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Điện, Điện tử
• Đề tài: Giáo Trình Lý Thuyết Trường Điện Từ Dành Cho Sinh Viên Ngành Điện Điện Tử
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN BÀI TOÁN TRƯỜNG ĐIỆN TỪ
• 1.1. Sự hình thành điện động lực học Maxwell
• 1.2. Sự phát triển điện động lực học cổ điển sau Maxwell
• 1.3. Khái quát về mô hình bài toán mạch và mô hình bài toán trường
• 1.4. Các khái niệm cơ bản về trường điện từ và môi trường chất
• 2. CHƯƠNG 2: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ VÀ MÔI TRƯỜNG CHẤT
• 2.1. Định nghĩa trường điện từ
• 2.2. Trường điện từ là một dạng vật chất, một thực thể vật lý
• 2.3. Trường điện từ là một dạng vật chất cơ bản
• 2.4. Mô hình tương tác của trường điện từ - môi trường chất
• 2.5. Phương thức tương tác của trường điện từ và môi trường mang điện
• 2.6. Hai mặt thể hiện điện và từ của trường điện từ
• 2.7. Các thông số trạng thái động lực học cơ bản của trường điện từ và môi trường chất
• 2.8. Biến trạng thái động lực học cơ bản của vật mang điện - điện lí
• 2.9. Các biến trạng thái cơ bản của trường điện từ E, B
• 2.10. Tính tương đối của E và B
• 2.11. Các thông số khác về trạng thái, hành vi của trường và môi trường
• 2.12. Các thông số trạng thái và hành vi về phân cực điện
• 2.13. Các thông số trạng thái và hành vi về phân cực từ
• 2.14. Các thông số trạng thái và hành vi về dòng điện trong vật dẫn
• 2.15. Năng lượng, khối lượng và động lượng của trường điện từ
• 2.16. Mật độ năng lượng của trường điện từ (J/m3)
• 2.17. Mật độ khối lượng của trường điện từ (kg/m3)
• 2.18. Mật độ động lượng của trường điện từ (kg/m2s)
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ TẢ TOÁN HỌC QUY LUẬT TƯƠNG TÁC CỦA HỆ TRƯỜNG ĐIỆN TỪ - MÔI TRƯỜNG CHẤT LIÊN TỤC
• 3.1. Hệ phương trình Maxwell và bài toán biên có sơ kiện
• 3.2. Một số toán tử về giải tích vector
• 3.3. Quan hệ giữa hệ phương trình Maxwell và các luật Kirchhoff
• 3.4. Dẫn ra hệ phương trình Maxwell
• 3.5. Ý nghĩa hệ phương trình Maxwell
• 3.6. Các phương trình Maxwell mô tả mối quan hệ giữa hai mặt thể hiện điện và từ của trường điện từ biến thiên
• 3.7. Các phương trình Maxwell miêu tả quan hệ khăng khít giữa trường điện từ và môi trường chất
• 3.8. Các phương trình của trường điện từ tĩnh - thế vô hướng
• 3.9. Khái niệm điện thế vô hướng
• 3.10. Điện trường tĩnh và khái niệm điện thế vô hướng
• 3.11. Từ trường tĩnh và từ thế vô hướng
• 3.12. Phương trình của trường điện từ dừng - hàm thế vô hướng và hàm thế vector
• 3.13. Điện trường dừng
• 3.14. Từ trường dừng
• 3.15. Trường điện từ biến thiên - khái niệm hàm thế vector A
• 3.16. Hệ phương trình Maxwell
• 3.17. Khái niệm từ thế vector A, biểu diễn B qua từ thế vector A
• 3.18. Phương trình truyền sóng D’Alembert đối với từ thế vector A
• 3.19. Hiện tượng lan truyền trường điện từ biến thiên
• 3.20. Dòng năng lượng điện từ và vector Poynting
• 4. CHƯƠNG 4: CÁC KHÁI NIỆM VÀ LUẬT CƠ BẢN CỦA ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH
• 5. CHƯƠNG 5: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN ĐIỆN TRƯỜNG TĨNH (PHƯƠNG TRÌNH LAPLACE - POISSON)
• 5.1. Phương pháp vận dụng trực tiếp luật Gauss
• 5.2. Phương pháp hàm Green tối giản
• 5.3. Phương pháp thay thế bờ - phương pháp soi gương
• 5.4. Phương pháp phân ly biến số Fourier
• 5.5. Phương pháp vẽ lưới đường sức - đẳng thế
• 5.6. Phương pháp lưới tính gần đúng
• 6. CHƯƠNG 6: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ DỪNG
• 6.1. Điện trường dùng trong vật dẫn
• 6.2. Điều kiện duy trì điện trường dừng trong vật dẫn
• 6.3. Các tính chất của điện trường dừng
• 6.4. Phương trình cho thế cp và điều kiện bờ
• 6.5. Thông số về tiêu tán của một vật dẫn ở điện trường dừng
• 6.6. Sự tương tự giữa điện trường dừng với điện trường tĩnh
• 6.7. Điện trở cách điện
• 6.8. Điện trường các vật nối đất
• 6.9. Từ trường dừng
• 6.10. Phương trình và điều kiện bờ
• 6.11. Sự tương tự giữa từ trường dừng với điện trường tĩnh và điện trường dừng
• 6.12. Khái niệm về từ trở (từ dẫn)
• 6.13. Bài toán ngoại vật trụ tròn và hình cầu trong từ trường đều - hệ số khử từ - màn che từ
• 6.14. Xét từ trường dừng bằng từ thế vector A
• 6.15. Phương trình và điều kiện bờ
• 6.16. Biểu thức của A theo J, i
• 6.17. Điện cảm, hỗ cảm các cuộn dây
• 6.18. Dùng A để tính từ thông
• 6.19. Từ trường song phẳng - từ trường của đường dây
• 6.20. Lực từ trường tác dụng lên dòng điện
• 7. CHƯƠNG 7: TRƯỜNG ĐIỆN TỪ BIẾN THIÊN
• 7.1. Phương trình Laplace đến điện trường biến thiên
• 7.2. Phương trình Laplace của điện trường biến thiên trong điện môi thuần túy
• 7.3. Phương trình Laplace của điện trường biến thiên ở môi trường dẫn thuần túy
• 7.4. Phương trình Laplace của điện trường biến thiên ở môi trường bán dẫn
• 7.5. Phương trình Laplace của trường điện từ biến thiên
• 7.6. Các phương trình truyền sóng của trường điện từ biến thiên
• 7.7. Các phương trình truyền sóng của trường điện từ biến thiên dưới dạng phức
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về Giáo Trình Lý Thuyết Trường Điện Từ Dành Cho Sinh Viên Ngành Điện Điện Tử

Giáo trình Lý thuyết Trường điện từ là tài liệu quan trọng dành cho sinh viên ngành Điện, Điện tử. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức cơ bản mà còn giúp sinh viên hiểu rõ về các khái niệm và ứng dụng của lý thuyết trường điện từ trong thực tiễn. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên các nghiên cứu và phát triển mới nhất trong lĩnh vực điện từ học.

1.1. Khái niệm cơ bản về Lý thuyết Trường điện từ

Lý thuyết Trường điện từ là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong vật lý, liên quan đến các hiện tượng điện và từ. Nó giúp sinh viên nắm vững các khái niệm như điện trường, từ trường và mối quan hệ giữa chúng.

1.2. Mục tiêu của giáo trình Lý thuyết Trường điện từ

Mục tiêu của giáo trình là cung cấp cho sinh viên kiến thức vững chắc về lý thuyết trường điện từ, từ đó áp dụng vào các bài toán thực tiễn trong ngành Điện, Điện tử.

II. Những Thách Thức Trong Việc Nghiên Cứu Lý Thuyết Trường Điện Từ

Nghiên cứu lý thuyết trường điện từ gặp nhiều thách thức, từ việc hiểu các khái niệm trừu tượng đến việc áp dụng chúng vào thực tiễn. Sinh viên thường gặp khó khăn trong việc hình dung các hiện tượng điện từ và mối quan hệ giữa chúng.

2.1. Khó khăn trong việc hình dung các khái niệm điện từ

Nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hình dung các khái niệm như điện trường và từ trường, điều này ảnh hưởng đến khả năng áp dụng lý thuyết vào thực tiễn.

2.2. Thách thức trong việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn

Việc áp dụng lý thuyết trường điện từ vào các bài toán thực tiễn đòi hỏi sinh viên phải có khả năng phân tích và giải quyết vấn đề một cách sáng tạo.

III. Phương Pháp Giải Quyết Bài Toán Lý Thuyết Trường Điện Từ

Để giải quyết các bài toán trong lý thuyết trường điện từ, sinh viên cần nắm vững các phương pháp và công cụ toán học. Các phương pháp này bao gồm hệ phương trình Maxwell và các định luật cơ bản của điện từ học.

3.1. Hệ phương trình Maxwell và ứng dụng

Hệ phương trình Maxwell là nền tảng của lý thuyết trường điện từ, giúp mô tả mối quan hệ giữa điện trường và từ trường. Việc hiểu rõ hệ phương trình này là rất quan trọng cho sinh viên.

3.2. Các phương pháp giải bài toán điện trường tĩnh

Các phương pháp như phương trình Laplace và Poisson là công cụ hữu ích trong việc giải quyết các bài toán điện trường tĩnh, giúp sinh viên có cái nhìn sâu sắc hơn về lý thuyết.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Lý Thuyết Trường Điện Từ

Lý thuyết trường điện từ có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như viễn thông, điện tử và công nghệ thông tin. Việc hiểu rõ các ứng dụng này giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về ngành nghề của mình.

4.1. Ứng dụng trong viễn thông

Lý thuyết trường điện từ đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các công nghệ viễn thông hiện đại, từ truyền dẫn sóng vô tuyến đến mạng di động.

4.2. Ứng dụng trong công nghệ điện tử

Trong ngành điện tử, lý thuyết trường điện từ giúp thiết kế và phát triển các linh kiện điện tử, từ mạch tích hợp đến các thiết bị điện tử tiêu dùng.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Lý Thuyết Trường Điện Từ

Lý thuyết trường điện từ sẽ tiếp tục phát triển và đóng góp vào nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Sinh viên cần nắm vững kiến thức này để có thể tham gia vào các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.

5.1. Triển vọng nghiên cứu trong lĩnh vực điện từ

Nghiên cứu về lý thuyết trường điện từ sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong các lĩnh vực như năng lượng tái tạo và công nghệ thông tin.

5.2. Tầm quan trọng của việc cập nhật kiến thức mới

Sinh viên cần thường xuyên cập nhật kiến thức mới trong lĩnh vực điện từ để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của thị trường lao động.