電気磁気学

科目基礎情報

学校	豊田工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	電気磁気学
科目番号	34132	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	情報工学科	対象学年	4
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	東京化学同人「基礎電磁気学」細川敬祐 著 ISBN:9784807920358
担当教員	都築 啓太

到達目標

１. 電界の概念、および電荷分布と電界の関係を理解し、クーロンの法則やガウスの法則（積分形）を用いて静電界を正しく求めることができる。
２. 電位と電界の関係を理解し、電気双極子によって作られる電界や、静電界中に置かれた導体近傍の電界をイメージすることができる。
３. 電荷の運動と電流の関係、および定常電流の性質、電荷保存則や一般化されたオームの法則を理解することができる。
４. 定常常流から、ビオ・サバールの法則、アンペールの法則（積分形）を用いて静磁界を計算することができる。
５. ファラデーの電磁誘導の法則、および変位電流の概念を理解し、時間変化する電磁界が相互作用する様子をイメージすることができる。

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	電界の概念、および電荷分布と電界の関係を理解し、クーロンの法則やガウスの法則（積分形）を用いて静電界を用いた、応用問題を解くことができる。	電界の概念、および電荷分布と電界の関係を理解し、クーロンの法則やガウスの法則（積分形）を用いて静電界を求めることができる。	電界の概念、および電荷分布と電界の関係を理解し、クーロンの法則やガウスの法則（積分形）を用いて静電界を正しく求めることができない。
評価項目2	電荷の運動と電流の関係、および定常電流の性質、電荷保存則や一般化されたオームの法則を理解して、応用問題を解くことができる。	電荷の運動と電流の関係、および定常電流の性質、電荷保存則や一般化されたオームの法則について知っている。	電荷の運動と電流の関係、および定常電流の性質、電荷保存則や一般化されたオームの法則を理解することができない。
評価項目3	ファラデーの電磁誘導の法則、および変位電流の概念を理解し、時間変化する電磁界が相互作用する様子をイメージし、応用問題を解くことができる。	ファラデーの電磁誘導の法則、および変位電流の概念を理解し、時間変化する電磁界が相互作用する様子をイメージすることができる。	ファラデーの電磁誘導の法則、および変位電流の概念を理解し、時間変化する電磁界が相互作用する様子をイメージすることができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A3 コンピュータネットワークの動作を通信理論の観点から数理的に解析できる．

JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力

本校教育目標 ② 基礎学力

教育方法等

概要:

電磁気学の基本概念を分かりやすく導入することを目的としており、現代社会における技術の基盤を支える目に見えないものの捉え方について学ぶことができる。電磁気学の基本概念には電荷、電界、電位、電流、磁界とその複合要素が含まれ、これらの関係を記述する法則を正確に理解し、電磁気現象をイメージできるようになることを目標としている。
評価基準は、電磁気学の基本概念に関する理解度を評価し、具体的な到達レベルが設定されています。クーロンの法則やガウスの法則を用いて静電界を求める能力、電位と電場の関係を理解する能力、電流と関連する法則を理解する能力、静磁界の計算能力などが評価対象である。
キーワードとしては、静電界、電位、ガウスの法則、電流、静磁場、アンペールの法則、ファラデーの電磁誘導の法則、マクスウェルの方程式があげられる。

授業の進め方・方法:

授業内容は電磁気学の基本的な概念から始まり、クーロンの法則、ガウスの法則、静電誘導、電位、電流、磁場などのトピックを順番にカバーします。
実務に関することや社会での利活用に関する授業内容も含まれ、学習外では講義時間中に行われる小テストやレポート課題の問題に対する復習が必要。

注意点:

科目の前提条件は物理学概論、微分積分、線形代数などの理数系基礎科目を事前に学習しておくことが望ましい。

選択必修の種別・旧カリ科目名

選択必修２　旧カリ科目名：電気磁気学Ⅰ　規制技術に含まれるものはない

授業の属性・履修上の区分

必履修

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	電磁気学を学ぶ意義、ベクトル解析：表記法、和、内積、外積	電磁気学を学ぶ意義、ベクトル解析：表記法、和、内積、外積について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		2週	ベクトル解析：線積分、面積分	ベクトル解析：線積分、面積分について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		3週	クーロンの法則、遠隔作用と近接作用、電界	クーロンの法則、遠隔作用と近接作用、電界について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		4週	ガウスの法則	ガウスの法則について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		5週	ガウスの法則の応用	ガウスの法則の応用について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		6週	導体、静電誘導と静電遮蔽	導体、静電誘導と静電遮蔽について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		7週	電荷を運んだ時の仕事、電位、等電位面	電荷を運んだ時の仕事、電位、等電位面について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		8週	静電容量、静電エネルギー	静電容量、静電エネルギーについて理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
	4thQ
		9週	電流、電荷保存則、オームの法則	電流、電荷保存則、オームの法則について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		10週	アンペールの力と磁束密度	アンペールの力と磁束密度について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		11週	磁束密度に関するガウスの法則	磁束密度に関するガウスの法則について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		12週	ビオ・サバールの法則	ビオ・サバールの法則について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		13週	アンペールの法則、ローレンツ力	アンペールの法則、ローレンツ力について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		14週	ファラデーの電磁誘導の法則	ファラデーの電磁誘導の法則について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		15週	変位電流、マクスウェルの方程式	変位電流、マクスウェルの方程式について理解し、自学自習にて演習問題を解くことができる。
		16週

評価割合

	中間試験	定期試験	合計
総合評価割合	40	60	100
専門的能力	40	60	100