Передмова

Last updated
Save as PDF

Page ID: 30982

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

[M0213_Передмова про_це_книга_v2]

Цілі для цієї книги. Ця книга покликана служити початковим підручником для другого семестру двосеместрового курсу бакалаврату інженерної електромагнітики. Передбачуваним підручником для першого семестру є Electromagnetics Vol. 1^{, 1}, який розглядає наступні теми: електричні та магнітні поля; електромагнітні властивості матеріалів; електромагнітні хвилі; та пристрої, що працюють відповідно до пов'язаних електромагнітних принципів. включаючи резистори, конденсатори, індуктори, трансформатори, генератори та лінії електропередачі. Книга, яку ви зараз читаєте — Electromagnetics Vol. 2 - стосується наступних тем:

Глава 1 («Попередні поняття») містить короткий виклад умовностей для одиниць, позначень та систем координат, а також конспект теорії електромагнітного поля з т. 1.
Глава 2 («Магнітостатика Redux») розширює охоплення магнітостатики в т. 1, щоб включити магнітні сили, рудиментарні двигуни та закон Біот-Саварта.
Глава 3 («Поширення хвиль у загальних середовищах») стосується теореми Пойнтінга, теорії поширення хвиль у середовищах із втратами та властивостей недосконалих провідників.
Глава 4 («Потік струму в недосконалих провідниках») стосується частотно-залежного розподілу струму в провідниках і згодом змінного опору проводів.
Глава 5 («Відображення і передача хвиль») стосується розсіювання плоских хвиль з плоских інтерфейсів.
Глава 6 («Хвилеводи») надає введення в теорію хвилеводів через паралельну пластину та прямокутні хвилеводи.
Глава 7 («Лінії електропередачі Redux») розширює охоплення ліній електропередачі в тому 1, щоб включити паралельні дротові лінії, теорію мікросмужкових ліній, загасання та можливості керування потужністю. Неминуче, але важкодоступне питання «Що такого особливого\(50~\Omega\)?» розглядається в кінці цього розділу.
Глава 8 («Оптичне волокно») передбачає введення в багатомодову волоконну оптику, включаючи поняття кута прийому та модальної дисперсії.
Глава 9 («Радіація») забезпечує виведення електромагнітних полів, випромінюваних розподілом струму, підкреслюючи аналіз розподілів ліній з використанням диполя Герца як диференціального елемента.
Глава 10 («Антени») надає введення в антени, підкреслюючи еквівалентні моделі схем для передачі та прийому та характеристики з точки зору спрямованості та діаграми. Цей розділ завершується рівнянням передачі Фрііса.

Додатки, що охоплюють властивості матеріалу, математичні формули та фізичні константи, повторюються з т. 1, з кількома додатковими пунктами.

Цільова аудиторія. Ця книга призначена для студентів електротехніки на третьому курсі програми бакалавра наук. Передбачається, що студенти успішно закінчили один семестр інженерної електромагнітики, номінально використовуючи т. 1. Однак конкретні теми та послідовність тем у томі 1 не є важливою передумовою, і в будь-якому випадку ця книга може бути корисною як додаткове посилання, коли використовується інший підручник. Передбачається, що читачі знайомі з основами електричних кіл і лінійних систем, які зазвичай викладають на другому курсі дипломної програми. Також передбачається, що читачі володіють базовою інженерною математикою, включаючи складні числа, тригонометрію, вектори, рівняння з частинними похідними та багатовимірне числення.

Позначення, приклади та основні моменти. Розділ 1.2 узагальнює математичні позначення, використані в цій книзі. Приклади виставляються окремо від основного тексту наступним чином:

Приклад\(\PageIndex{1}\)

Це приклад.

«Виділіть коробки» використовуються для визначення ключових ідей наступним чином:

Це ключова ідея.

Які ці маленькі цифри в квадратних дужках? Ця книга є продуктом. Цей проект передбачає велику кількість розділів («модулів»), які збираються («ремікси») для створення нових і різних версій книги. Текст «», який ви бачите на початку цього розділу, однозначно ідентифікує модуль у межах більшого набору модулів, наданих проектом. Така ідентифікація забезпечується тому, що можуть існувати різні ремікси цієї книги, кожен з яких складається з різної підмножини і розташування цих модулів. Перспективні автори можуть використовувати цю ідентифікацію як допомогу у створенні власних реміксів.

Чому деякі розділи цієї книги, здається, повторюють матеріал, представлений в попередніх розділах? У деяких реміксах цієї книги автори можуть вирішити усунути або змінити порядок модулів. З цієї причини модулі пишуться максимально «окремо». Як результат, може виникнути деяка надмірність між розділами, яких не було б у традиційному (незмішуваному) підручнику. Хоча це може здатися незручним для деяких спочатку, є явні переваги: Зокрема, ніколи не завадить переглянути відповідний минулий матеріал, перш ніж вирішувати нову концепцію. І, оскільки електронна версія цієї книги пропонується безкоштовно, усуваючи цю корисну надмірність, не можна багато виграти.

Навіщо цитувати сторінки Вікіпедії як додаткове читання? Багато модулів цитують записи Вікіпедії як джерела додаткової інформації. Вікіпедія представляє як найкраще, так і найгірше, що може запропонувати Інтернет. Більшість педагогів погодяться з тим, що цитування сторінок Вікіпедії як первинних джерел є поганою ідеєю, оскільки якість є змінною, а вміст з часом може змінюватися. З іншого боку, багато сторінок Вікіпедії є чудовими і служать корисними джерелами відповідної інформації, яка не входить строго в рамки навчальної програми. Крім того, студенти отримують вигоду від того, щоб побачити один і той же матеріал, представлений по-різному, в більш широкому контексті, і з додатковими посиланнями, доступними у вигляді посилань зі сторінок Вікіпедії. Ми довіряємо викладачам та студентам усвідомлювати потенційні підводні камені цього типу ресурсів та бути напоготові до проблем.

Подяка. Ось список талановитих та корисних людей, які внесли свій внесок у цю книгу: Співробітники Virginia Tech Publishing, Університетські бібліотеки, Virginia Tech: Придбання/редактор розвитку та керівник проекту: Аніта Вальц Радники: Пітер Поттер, Corinne Guimont Cover, Print Production: Роберт Browder Інші дописувачі Virginia Tech: Доступність: Кріста Міллер, Корінн Гімон, Сара Міз Оцінка: Аніта Уолц Вірджинія Технічні студенти: Автор тексту Alt: Мішель Комер Дизайнери малюнків: Крутіка Кіккері, Сем Лаллі, Ченхао Ван Копіювання: Longleaf Press Зовнішні рецензенти: Ренді Хаупт, Колорадська школа шахт Карл Варнік, анонімний викладач університету Бригама Янга, дослідницький університет Крім того, дякую студентам секції осінь 2019 ECE3106 у Virginia Tech, які використовували бета-версію цієї книги та надали корисний зворотний зв'язок .

Нарешті, ми визнаємо всіх тих, хто зробив свій внесок у Вікісховище (commons.wikimedia.org/) за відкритими ліцензіями, дозволяючи їхній роботі відображатися як цифри в цій книзі. Ці дописувачі визнаються в цифрах і в розділі «Кредити зображення» в кінці кожної глави. Спасибі кожному з вас за ваші самовіддані зусилля.

С.У.Еллінгсон, Електромагнітика Том 1, Видавництво VT, 2018. КУБ.СМ ЗА 4.0. ІСБН 9780997920185. https://doi.org/10.21061/electromagnetics-vol-1 ↩