مقدمه مؤلف
الکتریسیته و مغناطیس از جمله مباحث اساسی علم به شمار می‌آیند. این شاخه از علم، نقش ارزنده‌ای در زندگی بشر ایفا نموده است. امروزه جدا کردن مباحث الکتریسیته و مغناطیس از هم، امری غیر ممکن است؛ بنابراین مبحث الکترومغناطیس مطرح شده است تا بتواند موضوعات فیزیکی مختلف را در یک مجال مورد تحلیل و بررسی قرار دهد. اکنون در تمامی دانشگاه‌های دنیا، درس الکترومغناطیس به نحوی تدریس می‌شود و آزمایشگاه‌های مجهزی نیز ایجاد شده است. همچنین در بسیاری از صنایع و کارخانجات، آزمایشگاه‌های پیشرفته‌ای در همین راستا ساخته شده است. در برخی دانشگاه‌ها این درس در یک ترم تحصیلی و در برخی دیگر در دو ترم تحصیلی تدریس می‌شود. در این کتاب، هر بخش شامل مطالب اولیه و پایه‌ای آن مبحث است که تلاش شده به صورت گویا و واضح بیان شود. مطالب اولیه هر بخش شامل تعداد کافی مثال است تا مطلب به خوبی برای خواننده جا بیفتد. در ادامه هر بخش، تعدادی مسئله حل شده قرار گرفته است تا خوانندگان بتوانند عمق بیشتری به آموخته‌های خود بدهند. در انتهای هر بخش نیز دو دسته تمرین قرار گرفته است. تمرین‌های اولیه که تکمیل‌کننده مثال‌ها و مسائل داخل هر بخش است و تمرین‌های پیشرفته که از درجه سختی بیشتری در مقایسه با تمرین‌های اولیه برخوردار است تا بتوان خواننده را محکی جدی زد. متمم (حل‌المسائل) این کتاب نیز به زودی وارد بازار می‌شود تا خوانندگان بتوانند حل کامل و مشروح تمرین‌های اولیه و پیشرفته کتاب مذکور را در اختیار داشته باشند.
این کتاب برای تدریس در طول یک ترم تألیف شده است. اساتید محترم می‌توانند برخی از مطالب را به صلاحدید خود بر عهده دانشجویان بگذارند و مابقی مطالب را در طول یک ترم تدریس نمایند. دانشجویان عزیز نیز باید این نکته را مد نظر داشته باشند که در طول این کتاب تلاش شده تمامی مباحث با نثری روان و گویا نگاشته شود تا بتوانند بدون حضور در کلاس درس، مطالب را فرا بگیرند، هرچند حضور در کلاس بر سرعت و دقت یادگیری می‌افزاید. همچنین سراسر این کتاب مملو از مثال‌های متنوع، مختلف و متعدد است که دانشجویان با مطالعه مطالب اساسی و حل این مسائل، تسلط خود بر مطالب را افزایش دهند. اعتقاد من بر این است که ضعف عمده کتاب‌های موجود در بازار، بیان ثقیل مطالب پایه‌ای و همچنین حل تعداد مثال‌های کم و ناکافی در کتاب است که در کتاب حاضر این مشکلات تا حد بسیار خوبی مرتفع شده است.
از ویژگی‌های کتاب حاضر، آنست که سعی شده با ارائه مطالب اساسی در کنار تشریح تئوری‌های پایه از دیدگاه فیزیکی، درک و تصویر روشن فیزیکیِ عمیق و در عین حال ساده‌ای از مباحث مختلف الکتریسیته و مغناطیس در خواننده پدید آورد. همچنین تلاش شده با ارائه مسائل و تمرین‌های متعدد و مختلف در هر بخش از کتاب، ضعف اغلب کتاب‌های موجود را برطرف ساخته تا در خواننده نسبت به این درس، علاقه و رغبت بهوجود آید. همچنین با توجه به بازنگری برنامه‌های درسی مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد رشته‌های مختلف دانشگاهی در هشتصد و بیست و چهارمین جلسه شورای عالی برنامهریزی وزارت علوم، تحقیقات و فناوری در اسفند ماه سال 91، این کتاب با در نظر داشتن آخرین تغییرات برنامه درسی الکترومغناطیس برای رشته‌های مهندسی برق (همه گرایش‌ها)، فیزیک (همه گرایش‌ها) و ...، اقدام به نگارش کتاب شده است. با توجه به تغییرات مذکور، این کتاب شامل شش فصل؛ مقدمه، مرور آنالیز برداری، میدان‌های الکتریکی ساکن، حل مسائل الکتروستاتیک، جریان‌های الکتریکی دائم و میدان‌های مغناطیسی دائم است.
اکنون که با لطف خدا، چاپ اول این کتاب در اختیار دانش‌پژوهان گرامی قرار می‌گیرد، امیدوارم در این رهگذر توانسته باشم کمک هرچند ناچیزی به جامعه عزیز دانشگاهی کرده باشم. باشد که اساتید عالی‌مقام، دانشجویان ارجمند و مهندسین گرامی این کتاب را مطالعه نمایند و مؤلف را از نظرات ارزشمند و عالمانه خود مطلع سازند.
در خاتمه از صبر و بردباری خانواده‌ام قدردانی در طول مدت تالیف این کتاب مینمایم. همچنین یاد و خاطره استاد فقید و گرانقدرم جناب مهندس عباس خانمحمدی از اساتید دانشگاه بوعلی‌سینا را گرامی می‌دارم و برای ایشان علو درجات را از خدای متعال خواستارم. همچنین از مدیر انتشارات وزین فدک ایساتیس و تمامی همکاران ایشان، کمال تشکر را دارم.
جلال فرجی
فهرست مطالب
فصل 1 اهمیت و گستردگی دامنه کاربرد 1
1.1 پیشگفتار 2
1.2 فیزیک پیش از قرون وسطی 2
1.3 فیزیک ما قبل تاریخ 2
1.4 فیزیک یونانی 3
1.5 معادلات ماکسول و بحران فیزیک کلاسیک 3
1.6 پیل ولتا 4
1.7 دامنه کاربرد الکترومغناطیس 5
فصل 2 مرور آنالیز برداری 9
2.1 مقدمه 10
2.2 بردار نرمال (بردار يكه) 11
2.3 عمليات برداري 12
2.4 دستگاه‌هاي مختصات متعامد و تبديلات 24
2.5 محاسبات برداري 42
2.6 تابع ضربه 68
فصل 3 میدان‌های الکتریکی ساکن 77
3.1 قانون کولمب 78
3.2 قانون گوس 129
3.3 پتانسیل الکتریکی 169
3.4 انرژی الکتروستاتیکی 193
3.5 هادی‌ها، عایق‌ها و قطبش الکتریکی 209
3.6 خازن و ظرفيت خازنی 251
فصل 4 حل مسائل الکتروستاتیک 277
4.1 مسايل مقدار مرزي در الكتروستاتيك 278
4.2 روش تصوير 354
فصل 5 جریان الکتریکی دائم 385
5.1 مقدمه 386
5.2 تعريف جريان الكتريكي (چگالي جريان) 386
5.3 بقاي بار (معادله پيوستگي) 391
5.4 شرايط مرزي در محيط‌هاي رسانا 395
5.5 جريان‌هاي پايا 398
5.6 قانون اهم 399
5.7 مسائل مقدار مرزي در محيط‌هاي رسانا 407
5.8 ضرايب مقاومت 409
فصل 6 میدان‌های مغناطیسی ساکن 425
6.1 قانون بيوساوار 426
6.2 قانون مداری آمپر 455
6.3 پتانسيل مغناطيسي برداري و پتانسيل اسكالر مغناطيسي 474
6.4 مواد مغناطيسي 499
6.5 قانون القاي فاراده 542
6.6 انرژي مغناطيسی 592
6.7 نيرو و گشتاور مغناطيسي 603
پيوست‌ها 639
منابع و مراجع 671
پاسخ‌نامه 673
