Макартичян С.В. Основы теории физических полей

Учебно-методическое пособие. — Волгоград: Волгоградский государственный технический университет, 2017. — 80 с. — ISBN: 978-5-9948-2611-9.Рассмотрены теоретические основы расчета и моделирования электромагнитных и температурных полей, приведена методика экспериментального определения основных параметров этих полей. Содержатся лабораторные работы по исследованию частных видов физических полей: электростатического поля многопроводной линии, электрического поля заземления, температурных полей. Для контроля уровня знаний студентов даны вопросы и задания для самостоятельной работы.
Предназначено для студентов высших технических учебных заведений по направлению «Приборостроение», изучающих дисциплины «Основы теории физических полей» и «Электротехника», а также для аспирантов по специальности «Информационно-измерительные и управляющие системы». Пособие подготовлено в рамках основной образовательной программы бакалавров для обеспечения лабораторных работ по дисциплине «Основы теории физических полей», «Теоретические основы электротехники».Введение.
Электростатическое поле.
Определение электростатического поля.
Закон Кулона.
Напряженность и потенциал электростатического поля.
Электрическое поле – поле потенциальное.
Силовые и эквипотенциальные линии.
Выражение напряженности в виде градиента потенциала.
Дифференциальный оператор Гамильтона (оператор набла).
Выражение градиента потенциала в цилиндрической и сферической системах координат.
Поток вектора через элемент поверхности и поток вектора через поверхность.
Свободные и связанные заряды. Поляризация вещества. Поляризованность.
Вектор электрической индукции.
Теорема Гаусса в интегральной форме.
Теорема Гаусса в дифференциальной форме.
Уравнение Пуассона и уравнение Лапласа.
Граничные условия.
Условия на границе раздела проводящего тела и диэлектрика.
Условия на границе раздела двух диэлектриков.
Теорема единственности решения.
Поле заряженной оси.
Поле двух параллельных заряженных осей.
Метод зеркальных изображений.
Поле многопроводной линии вблизи проводящей плоскости.
Потенциальные коэффициенты. Первая группа формул Максвелла.
Емкостные коэффициенты. Вторая группа формул Максвелла.
Частичные емкости. Третья группа формул Максвелла.
Лабораторная работа. «Исследование электростатического поля многопроводной линии вблизи проводящей плоскости».
Контрольные задания.
Электрическое поле постоянного тока.
Закон Ома и второй закон Кирхгофа в дифференциальной форме.
Первый закон Кирхгофа в дифференциальной форме.
Дифференциальная форма закона Джоуля – Ленца.
Уравнение Лапласа для электрического поля в проводящей среде.
Переход тока из среды с проводимостью γ1 в среду с проводимостью γ2. Граничные условия.
Расчет электрического поля заземления.
Лабораторная работа. «Исследование электрического поля заземления».
Контрольные задания.
Температурные поля.
Основной закон теплопроводности.
Уравнение теплопроводности.
Решения простейших уравнений теплопроводности для стационарного режима.
Критическая толщина изоляции.
Тонкий стержень.
Лабораторная работа. «Исследование теплового поля в тонком стержне».
Контрольные задания.
Список использованной литературы.