到達目標
1.真空中の静電界、電位についての法則を理解し、法則にもつづいた計算ができる。
2.導体系の性質、静電容量、静電界のエネルギーの法則を理解し、それにもとづいた計算ができる。
3.誘電体の性質や、分極についての性質を理解し、基本的な計算ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 真空中の静電界、電位についての法則の
数学的な定式化を理解し、法則にもとづ
いた計算ができる。 | 真空中の静電界、電位についての法則の
数学的な定式化を理解し、法則にもとづ
いた計算が理解できる。 | 真空中の静電界、電位についての法則の
評価項目1 数学的な定式化を理解できない。 |
評価項目2 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を
理解し、それにもとづいた計算ができる。 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を
理解し、それにもとづいた計算が理解で
きる。 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を理解できない。 |
評価項目3 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解し、基本的な計算ができる。 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解し、基本的な計算が理解できる。 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
「電荷の周りに電界がどのように生じるか」,「電界中に電荷が存在するとき,どのような力が働
くか」という電荷・電界の基本法則を理解する.ついで,導体系と静電容量,誘電体と分極,定常
電流までを学習する.
授業の進め方・方法:
数学・物理と関係の深い教科なので、並行して学習をすること。授業は教科書に沿って進める。授
業を中心に復習を重視して学習すること。原則として毎回、復習用の課題を出すので、次回の授業までに自分で解
くこと。
前関連科目:電気回路1(第2学年)
後関連科目:電気磁気学(第4学年)、電子回路(第4学年)
成績評価方法:
定期試験 100% 授業態度 ±10%
合否判定:2回の定期試験の結果の平均が60点以上
最終評価:2回の定期試験の結果の平均(100%)と授業態度(±10%)との合計
再試験の合否判定:60点以上
注意点:
数学を多用するので難しい科目だと思いますが,分からないことがあれば教員に質問するなどして
解決していきましょう.
※本科目は学修単位科目であるため、授業時間相当の自主学習(授業の予習・復習を含む)を行う必要がある。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
クーロンの法則 |
クーロンの法則について理解し、与えられた電荷分布に対しクーロ ン力の計算が出来る。
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2週 |
電界と電気力線 |
電界と電気力線を理解し、説明が出来る。
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3週 |
電位差と電位 |
電位差と電位を理解し、説明が出来る。点電荷の周りの電位を 計算出来る。
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4週 |
等電位面と電位の傾き |
等電位面と電位の傾きを理解し、電位分布が与えられたときの 電界が計算出来る。
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5週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を理解し、説明が出来る。電荷分布の対称性が高 い場合、ガウスの法則を利用して、電界を求めることが出来る。
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6週 |
帯電導体の電荷分布と電界 |
帯電導体が作り出す電界の性質について理解し、説明が出来る 。
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7週 |
静電界の計算 |
色々な電荷分布が作る静電界を計算出来る。
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8週 |
後期中間試験 |
60点以上をとる。
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4thQ |
9週 |
導体系 静電遮蔽 |
電位係数、容量係数、誘導係数を理解し、説明が出来る。 静電遮蔽について理解し、説明が出来る。
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10週 |
静電容量 コンデンサの接続 |
静電容量の求め方を理解し、説明が出来る。平行平板コンデン サの静電容量が計算出来る。 並列及び直列接続されたコンデンサの合成静電容量の計算が出 来る。
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11週 |
静電界におけるエネルギーと力 |
静電界におけるエネルギーと力の関係について説明が出来る。
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12週 |
誘電体と比誘電率 |
誘電体と比誘電率について説明が出来る。
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13週 |
誘電体の分極 誘電体中のガウスの法則 |
誘電体の分極について理解し、説明が出来る。 電荷分布の対称性が高い場合に、ガウスの法則を用いて、誘電 体中の電界を求めることが出来る。
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14週 |
誘電体境界面での境界条件 誘電体中に蓄えられるエネルギーと力
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誘電体境界面での境界条件を説明出来る。 誘電体中に蓄えられるエネルギーと力を計算出来る。ファラデ ー管、電界のエネルギーについて説明が出来、境界面に働く力を求める ことが出来る。
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15週 |
電流 オームの法則と抵抗 |
電流密度について理解し、説明が出来る。 オームの法則について理解し、応用が出来る。
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16週 |
後期期末試験 |
60点以上をとる。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 4 | 後1,後8,後12 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 4 | 後2,後3,後4,後8 |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 4 | 後5,後7,後8 |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 4 | 後6,後7,後8,後9 |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 4 | 後12,後13,後16 |
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 4 | 後10,後16 |
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 4 | 後16 |
静電エネルギーを説明できる。 | 4 | 後11,後14,後16 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 90 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 90 | 0 | 0 | 10 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |