Bài giảng Lý thuyết trường điện từ - TS. Nguyễn Việt Sơn

Lý thuyết Trường Điện từ (HP: EE2030) là một môn học nền tảng, thiết yếu trong ngành kỹ thuật điện và vật lý, cung cấp kiến thức sâu sắc về các nguyên lý cơ bản chi phối tương tác giữa điện tích, dòng điện và các trường liên quan. Trong bối cảnh công nghệ hiện đại, việc nắm vững các khái niệm về điện trường, từ trường, và sự lan truyền của sóng điện từ là tối quan trọng để phát triển và ứng dụng các hệ thống thông tin, điện tử, năng lượng và nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác. Môn học này không chỉ trang bị nền tảng lý thuyết vững chắc mà còn là cầu nối để sinh viên tiếp cận các chuyên đề nâng cao trong điện động lực học và thiết kế thiết bị điện từ.

Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử, Viễn thông, Tự động hóa và các ngành kỹ thuật liên quan, đặc biệt là sinh viên năm thứ hai hoặc thứ ba đang học môn Lý thuyết Trường Điện từ.

Tài liệu "Lý thuyết Trường Điện từ (HP: EE2030)" cung cấp một cái nhìn toàn diện về các nguyên lý cốt lõi của trường điện từ. Nội dung bắt đầu với việc xây dựng nền tảng toán học thông qua giải tích vector, bao gồm các khái niệm về vô hướng, vector, các hệ tọa độ Descartes, trụ, cầu, cùng với các phép toán tích vô hướng và tích có hướng, gradient, divergence, và curl, đây là công cụ không thể thiếu để mô tả các hiện tượng điện từ. Sau đó, tài liệu đi sâu vào khái niệm cơ bản của trường điện từ, định nghĩa nó là một dạng vật chất có khả năng tồn tại và vận động, tác dụng động lực học lên các vật thể mang điện thông qua lực điện và lực từ (lực Lorentz).
Phạm vi kiến thức bao gồm nghiên cứu về điện trường tĩnh, từ trường tĩnh với các luật Coulomb, Gauss, khái niệm điện thế, năng lượng, điện dung và điện cảm. Một phần quan trọng là khám phá các phương trình Poisson và Laplace, cùng với các khái niệm về vật dẫn và điện môi. Tiếp theo, tài liệu tập trung vào trường biến thiên, đỉnh điểm là hệ phương trình Maxwell, mô tả sự phụ thuộc lẫn nhau giữa điện trường và từ trường, tạo nên sóng điện từ. Cuối cùng, các chủ đề nâng cao về sóng phẳng, phản xạ và tán xạ sóng, cũng như dẫn sóng và bức xạ được trình bày, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức sóng điện từ truyền đi và tương tác với môi trường. Phương pháp tiếp cận kết hợp lý thuyết và các ví dụ minh họa, đặc biệt trong giải tích vector, giúp người học dễ dàng nắm bắt. Tài liệu này có giá trị ứng dụng cao trong phân tích, thiết kế và phát triển các hệ thống điện tử, viễn thông và năng lượng, từ các linh kiện điện tử cơ bản đến các hệ thống truyền dẫn phức tạp, đồng thời là cơ sở cho các nghiên cứu chuyên sâu về điện động lực học và vật lý hiện đại.