کتاب الکترومغناطیس اشرفیان مرکز خدمات آموزشی نصیر

توضیحات

کتاب الکترومغناطیس اشرفیان

معرفی کتاب الکترومغناطیس اشرفیان:

• نام کتاب: الکترومغناطیس
• مولف: دکتر احمد علی اشرفیان
• نشر: مرکز خدمات آموزشی نصیر
• نوب چاپ/ سال: اول/۱۳۹۳
• تعداد صفحات: ۶۹۶
• شماره کتاب شناسی ملی: ۳۴۷۲۰۴۱
• شابک: ۹۷۸۶۰۰۶۹۲۷۵۸۹

مقدمه کتاب الکترومغناطیس اشرفیان:

فراگیری دانش الکترومغناطیس و درک عمیق و صحیح مفـاهیم آن بـرای دانشـجویان رشـته مهندسـی بـرق از اهمیت بسزایی برخوردار است. بـه همـین دلیـل آمـوختن قـوانین و روابـط حـاکم بـر میـدان هـای الکتریکـی و مغناطیسی، آن هم به روش اصولی و کاربردی، به تحکیم بنیه علمی دانشجو و دسـتیابی او بـه بینشـی جـامع و کامل، کمک شایانی میکند تا از این رهتوشه به عنوان پیشنیاز بـرای یـادگیری درس هـای مـدارهای الکتریکـی، ماشین های الکتریکی، خطوط انتقال انرژی، میدان ها و امواج، آنتن و انتشار امواج استفاده نماید.  در این کتاب با شروع از یک قانون تجربی به منزله ی قانون مبنا سعی شده اسـت بـه قـوانین و روابـط حـاکم بـر میدان های الکتریکی و مغناطیسی برسیم که در نهایت به شکل معادلات ماکسول بیان می‌شوند.  از طرف دیگر با اشاره به نکات مهم و کلیدی، استفاده از تقارن ها، حل مثال های متعدد در متن هر فصـل و ارائـه پاسخ تشریحی کلیه ی تست های رشته ی مهندسی برق و فیزیک در پایان هر فصل سعی شـده ضـمن کمـک بـه یادگیری راحتتر مفاهیم الکترومغناطیس، کوتاه ترین راه حل های تستی نیز ارائـه گـردد تـا زمینـه آمـادگی لازم جهت قبولی دانشجویان عزیز در کنکور کارشناسی ارشد فراهم شود.

در فصل اول این کتاب که تحت عنوان آنالیز برداری ارائه شده است ضمن معرفی هر رابطه ی ریاضی به صـورت یـک ابزار کاربردی در حل مسائل الکترومغناطیس سعی شده برای آن رابطه، توجیه فیزیکی نیز ارائه گردد. به طـوری کـه نگاه دانشجو به روابط ریاضی، نسبت به گذشته تفاوت خواهد کرد و استفاده از آن ها، بسیار لذت بخش می گردد.

آنچه در کتاب الکترومغناطیس اشرفیان:  

در فصل اول کتاب که به آنالیز برداری اختصاص دارد از جمع و تفریق دو بردار شروع کرده و بـه معرفـی ضـرب داخلی و خارجی دو بردار و خواص و کاربردهای آن ها می پردازیم. سپس با معرفی دستگاه های مختصات کـارتزین، استوان های و کروی و ارتباط بین آنها، نحوهی انتخاب مناسب دستگاه مختصات در حل مسأله را آموزش می دهیم تا دانشجو بتواند به کمک آن، مسائل مغناطیس را سریعتر و راحت تر حل کند.

در انتهای این فصل به معرفی اپراتور گرادیان، عبارت هـای دیـورژانس و کـرل، قضـایای دیـورژانس، اسـتوکس و هلم هولتز پرداخته، مفاهیم فیزیکی و کاربردهای آنها را در درس الکترومغناطیس بررسی می کنیم.  در فصل دوم قانون کولمب را معرفی کرده و به کمک آن نحوهی محاسـبهی شـدت میـدان الکتریکـی ناشـی از  توزیع بارهای نقطهای، سطحی و حجمی ساکن را بررسی میکنیم.

در فصل سوم کتاب الکترومغناطیس اشرفیان به معرفی قانون گوس و نحوهی محاسبه ی شار الکتریکـی عبـوری از سـطوح مختلـف پرداختـه و نشان میدهیم در صورتیکه توزیع بار دارای تقارن کارتزینی، استوان های و یا کروی باشد به کمـک قـانون گـوس خیلی سریعتر و راحتتر از قانون کولمب میتوان شدت میدان الکتریکی را محاسبه کرد.  در انتهای این فصل با فرم دیفرانسیلی گوس که همان معادلهی اول ماکسول است نیز آشنا میشوید.

در فصل چهارم با معرفی پتانسیل الکتریکی، نحوهی محاسبه پتانسیل الکتریکی ناشی از توزیع بارهای گونـاگون را آموزش داده و نشان میدهیم چگونه میتوان شدت میدان الکتریکی ناشی از یک توزیع بار را از طریـق منفـی گرادیان پتانسیل الکتریکی حاصل از آن توزیع بار بهدست آورد. در ایـن فصـل بـا معادلـه ی دوم ماکسـول بـرای میدان‌‌های الکتریکی ساکن نیز آشنا می شوید.

در فصل پنجم به نحوه ی محاسبه انرژی پتانسیل الکتریکی ذخیره شـده در میـدان الکتریکـی، ناشـی از توزیـع بارهای مختلف میپردازیم.

در فصل ششم به خواص هادی کامل و تأثیر آن بر میدان الکتریکی می پردازیم.

در فصل هفتم تأثیر میدان الکتریکی و ماده ی عایقی بر یکدیگر و نحوهی پلاریزه شدن اجسام عایقی در معـرض میدان الکتریکی را بررسی کرده و روش مدلکردن اجسام پلاریزه شده با بارهای مقید حجمی، سطحی، خطـی و نقطهای در فضای آزاد را ارائه می دهیم.

در انتهای این فصل با بررسی شرایط مرزی، رابطه ی بین مؤلفه های میدان الکتریکی در سطح مشترک دو محیط را بهدست می آوریم.

در فصل هشتم ابتدا با معرفـی خـازن هـای مسـطح، اسـتوان های و کـروی بـه نحـوه ی محاسـبه ی ظرفیـت آن هـا می پردازیم و سپس نشان می دهیم چگونه می توان به کمک ظرفیت به دست آمده، انرژی ذخیره شده در خـازن و سپس از طریق انرژی حاصل شده، نیرو و گشتاور وارد بر صفحات خازن را محاسبه کرد.

در فصل نهم ابتدا میدان الکتریکی در اجسام نیمه هادی (اهمی) را مورد بررسی قرار داده و با معرفـی معادلـه ی پیوستگی به نحوهی تغییرات بار برحسب زمان در اجسام نیمه هادی می پردازیم. سپس با معرفی چگالی جریـان و بررسی شرایط مرزی آن در سطح مشترک دو محیط، نشان می دهیم سریعتـرین روش بـرای محاسـبه ی میـدان الکتریکی در محیط های اهمی غیرهموژن سری با هم، استفاده از چگالی جریان است.  در انتهای این فصل نحوهی محاسبه ی مقاومت الکتریکی محیط های اهمی و اتلاف توان در آنها را بررسی می کنیم.

در فصل دهم کتاب الکترومغناطیس اشرفیان به حل معادلات پواسن و لاپلاس در دستگاه های مختصات کارتزین، استوان های و کروی می پردازیم.

در فصل یازدهم با معرفی روش تصاویر، راهکاری برای حل بعضی از مسائل خـاص ارائـه مـیکنـیم کـه خیلـی سریعتر از معادله لاپلاس ما را به جواب میرساند.

در فصل دوازدهم ابتدا به معرفی قانون بیو ـ ساوار میپردازیم و سپس به کمـک آن نحـوهی محاسـبهی شـدت میدان مغناطیسی ساکن در خلاء حاصل از توزیع جریانهای حجمی، سطحی، خطی و حتی بار نقطهای متحرک با سرعت v را بررسی میکنیم.

در فصل سیزدهم ابتدا قانون مداری آمپر را معرفی می کنیم و سپس به کمک آن نشان می دهیم میدان مغناطیسی ناشی از توزیع جریان هایی که دارای تقارن استوانهایی و یا کارتزینی هستند را می توان خیلی سریعتر از قانون بیو ـ ساوار به دست آورد. در این قسمت با فرم دیفرانسیلی مداری آمپر یا قانون سوم ماکسول برای میدان هـای مغناطیسـی سـاکن نیـز آشـنا می شوید. در ادامه با معرفی پتانسیل مغناطیسی برداری، نشان میدهیم چگونه می توان میدان مغناطیسـی ناشـی از یـک توزیع جریان را به کمک کرل پتانسیل مغناطیسی برداری حاصل از آن توزیع جریان به دست آورد

در فصل چهاردهم ابتدا با معرفی اجسام دیامغناطیس، پارامغناطیس و فرومغناطیس، به تأثیر میدان مغناطیسی و ماده بر یکدیگر پرداخته و نحوه ی قطبی شدن اجسام مغناطیسی را بررسی می کنیم و نشان مـی‌دهـیم چگونـه می توان یک جسم مغناطیس شده را با جریان های مقید مغناطیسی حجمی، سطحی و خطی و یا بارهـای مقیـد مغناطیسی حجمی، سطحی، خطی و نقطه های در فضای آزاد مدل کرد و سپس مورد تجزیه و تحلیل قرار داد.

در فصل پانزدهم کتاب الکترومغناطیس اشرفیان، ضرایب خودالقایی، القای متقابل، مدارهای مغناطیسی، انـرژی، نیـرو و گشـتاور مغناطیسـی را مورد بررسی قرار میدهیم.

در فصل شانزدهم ابتدا با معرفی قانون تجربی فاراده نشان میدهیم که یک میدان مغناطیسی متغیر بـا زمـان تولیـد نیروی محرکهی الکتریکی میکند سپس به کمک رابطه ی لنز که بیان ریاضی قانون فاراده اسـت نحـوهی محاسـبه ی نیروی محرکه (ترانسفورماتوری و حرکتی) را بررسی می کنیم. در ادامه با روابط حاکم بر میدان های متغیر با زمان که از حرکت شتابدار بارهای الکتریکی و جریان های متغیر با زمان به وجود می آیند آشنا می شوید و نشان می دهیم که ایـن روابط، شکل تکامل یافته معادلات ماکسول حاکم بر میدان های ساکن می باشند که اولین بار با استفاده از قانون تجربـی فاراده و یک بررسی ریاضی توسط ماکسول به دست آمدند. سپس با بررسی شرایط مرزی میدان های متغیر بـا زمـان و استفاده از آنها در معادلات ماکسول به معادله ی موج می رسیم.

در انتهای فصل شما را با میدانهای شبه ساکن و کاربرد آنها در مسائل علمی مهندسی برق آشـنا کـرده و بـا معرفـی طیف امواج الکترومغناطیسی فصل را به پایان میبریم.

---

  فهرست کتاب الکترومغناطیس اشرفیان

فصل اول:آنالیز برداری

• مقدمه
• قواعد ساده برداری
• تساوی بردارها
• جمع برداری
• تفریق برداری
• ضرب بردارها
• دستگاه های مختصات متعامد و راستگرد
• دستگاه مختصات کارتزین
• دستگاه مختصات استوان های
• دستگاه مختصات کروی
• مشتقات میدان های اسکالر و برداری
• گرادیان
• دیورژانس یک میدان برداری
• کرل یک میدان برداری
• دو اتحاد صفر
• اتحاد I
• اتحاد II
• قضیه ی هلم هولتز
• لاپلاسین
• مسائل فصل اول
• پاسخ تشریحی مسائل فصل اول

---

فصل دوم: میدان الکتریکی ساکن در خلاء

• قانون کولمب
• شدت میدان الکتریکی
• شدت میدان الکتریکی چندین بار نقطه ای
• شدت میدان الکتریکیِ توزیع بارهای پیوسته ی خطی، سطحی و حجمی
• خطوط میدان
• تشخیص جهت شدت میدان الکتریکی با استفاده از تقارن موجود در توزیع بارهای متقارن
• تست های فصل دوم
• پاسخ تشریحی تست های فصل دوم

---

فصل سوم: قانون گوس

• قانون گوس
• آزمایش فاراده و مفهوم شار
• قانون گوس
• تست های فصل سوم
• پاسخ تشریحی تست های فصل سوم

---

فصل چهارم: پتانسیل الکتریکی

• پتانسیل الکتریکی
• پتانسیل بار نقطه ای
• پتانسیل چندین بار نقطه ای
• پتانسیل برای توزیع بارهای پیوسته
• رابطه ی بین شدت میدان الکتریکی و پتانسیل الکتریکی
• تست های فصل چهارم
• پاسخ تشریحی تست های فصل چهارم

---

فصل پنجم: انرژی پتانسیل الکتریکی

• تست های فصل پنجم
• پاسخ تشریحی تست های فصل پنجم

---

فصل ششم: هادی

• هادی کامل
• تست های فصل ششم
• پاسخ تشریحی تستهای فصل ششم

---

فصل هفتم: اجسام عایق

• اجسام عایق در میدان الکتریکی ساکن
• پتانسیل و میدان الکتریکی یک دوقطبی الکتریکی
• پتانسیل و میدان الکتریکی حاصل از یک عایق قطبی شده
• چگالی شار الکتریکی و ضریب دیالکتریک
• مقاومت دیالکتریک
• شرایط مرزی میدان های الکتریکی ساکن در سطح مشترک دو عایق
• تست های فصل هفتم
• پاسخ تشریحی تست های فصل هفتم

---

فصل هشتم: خازن ها

• ظرفیت خازن
• خازن مسطح
• خازن استوان های   خازن کروی
• ظرفیت در سیستم های چندهادی
• محافظت الکتریسته ی ساکن
• قضیه ی متقارن گرین
• نیرو و گشتاور در سیستم های الکتریکی ساکن
• تست های فصل هشتم
• پاسخ تشریحی تست های فصل هشتم

---

فصل نهم: جریان های الکتریکی دائم

• چگالی جریان و ضریب هدایت
• قانون اهم و مقاومت الکتریکی
• محاسبه ی مقاومت الکتریکی با استفاده از قانون اهم
• محاسبه ی مقاومت از طریق ظرفیت
• نیروی محرکه ی الکتریکی و قانون ولتاژ کیرشف
• معادله ی پیوستگی و قانون جریان کیرشف

---

فصل دهم: معادلات پواسن و لاپلاس و روش های حل آن

• معادلات پواسون و لاپلاس  قضیهی یگانگی پاسخ
• معادله ی لاپلاس و حل آن در دستگاه های مختلف مختصات
• حل معادله لاپلاس در دستگاه های مختصات مختلف در حالات یک بعدی
• حل معادله لاپلاس در دستگاه های مختصات مختلف در حالات دوبعدی و سه بعدی
• تست های فصل دهم
• پاسخ تشریحی تستهای فصل دهم

---

فصل یازدهم: روش تصایر

• روش تصاویر
• بار نقطه ای در مقابل صفحه هادی بی نهایت
• بار خطی و استوانه ی هادی موازی با آن
• نقطه ای و کرهی هادی
• بار نقطه ای خارج کرهی هادی
• بار نقطه ای داخل پوسته ی هادی کروی
• کرهی باردار و صفحه ی هادی زمین شده
• بار نقطه Q مقابل مرز مسطح دو محیط عایقی با ضریب دیالکتریک متفاوت
• تستهای فصل یازدهم
• پاسخ تشریحی تست های فصل یازدهم

---

فصل دوازدهم: میدان مغناطیسی ساکن در خلاء

• مغناطیس چیست؟
• قانون بیو ـ ساوار
• تستهای فصل دوازدهم
• پاسخ تشریحی تستهای فصل دوازدهم

---

فصل سیزدهم: قانون مداری آمپر، پتانسیل مغناطیسی برداری و پتانسیل مغناطیسی اسکالر

قانون مداری آمپر

• شکل نقطه ای قانون مداری آمپر
• پتانسیل مغناطیسی برداری
• معادله ی دیورژانس ماکسول برای میدان مغناطیسی ساکن
• معادلات پواسون و لاپلاس برداری
• پتانسیل مغناطیسی اسکالر
• تست های فصل سیزدهم
• پاسخ تشریحی تست های فصل سیزدهم

---

فصل چهاردهم: میدان مغناطیسی ساکن در اجسام ۴۸۷

• دوقطبی مغناطیسی
• خواص مغناطیسی اجسام و دستهبندی آن ها
• دیامغناطیس
• پارامغناطیس
• فرومغناطیس
• ضد فرومغناطیس و فری مغناطیس
• میدان مغناطیسی در حضور اجسام
• چگالی شار مغناطیسی و ضریب نفوذپذیری مغناطیسی در اجسام مغناطیسی
• شرایط مرزی میدان های مغناطیسی ساکن
• شرایط مرزی پتانسیل مغناطیسی برداری
• جریان خطی I به صورت موازی با سطح مشترک دو محیط مغناطیسی با ضریب نفوذپذیری متفاوت ۵۱۱  -۸-۱۴ مغناطیس طبیعی یا آهن ربا
• تست های فصل چهاردهم
• پاسخ تشریحی تستهای فصل چهاردهم

---

فصل پانزدهم: انرژی، نیرو و گشتاور مغناطیسی

• ضریب خودالقایی و القای متقابل
• مدارهای مغناطیسی
• انرژی مغناطیسی
• انرژی مغناطیسی برحسب ضرایب خودالقایی و القای متقابل
• انرژی مغناطیسی برحسب کمیات میدان
• نیروی مغناطیسی
• نیروی مغناطیسی وارد بر بار متحرک
• نیروی مغناطیسی وارد بر جریان الکتریکی
• اثر هال
• گشتاور مغناطیسی
• نیرو و گشتاور برحسب انرژی مغناطیسی ذخیره شده
• نیرو و گشتاور برحسب اندوکتانس متقابل
• تست های فصل پانزدهم
• پاسخ تشریحی تست های فصل پانزدهم

---

فصل شانزدهم: میدان های متغیر با زمان

• قانون فاراده
• مدار ساکن در میدان مغناطیسی تغییرپذیر با زمان (نیروی محرکه ترانسفورماتوری)
• جریان های گردابی
• هادی متحرک در میدان مغناطیسی ساکن (نیروی محرکه حرکتی)
• مدارمتحرک درمیدان مغناطیسی تغییرپذیربازمان (نیرویهایمحرکه ترانسفورماتوریو حرکتی)
• معادلات ماکسول
• شکل انتگرالی معادلات ماکسول
• شرایط مرزی الکترومغناطیس
• معادلات موج و حل آن ها به منظور یافتن پتانسیل ها
• معادلات موج در محیط بدون منبع
• میدان های شبه ساکن
• میدان های متغیر با زمان سینوسی
• میدانهای بدون منبع در محیط های ساده
• میدانهای بدون منبع در محیط های ساده غیرهادی =s 
• میدانهای بدون منبع در محیطهای ساده با اتلاف s 
• طیف الکترومغناطیسی
• تستهای فصل شانزدهم.
• پاسخ تشریحی تست های فصل شانزدهم
• تست های ارشد
• پاسخ تشریحی تست های ارشد

---

---

برای بازدید و تهیه کتاب الکترونیک دکتر احمدعلی اشرفیان کلیک نمایید