概要:
・電磁気学は電気・電子工学を修得する上で極めて重要な基礎科目の一つであり、自然界の電気磁気現象を物理現象としてとらえ、工学的に発展させるための基礎知識を習得するものである。
・本科目は４年生においても修得し、最終的には電磁気学の基礎式となるMaxwellの電磁方程式を理解することをねらいとしている。
学習内容
・電流と電気回路（直流回路）
・静電界
・誘電体とコンデンサ
・磁界
・様々な電磁気現象
授業の進め方・方法:
座学中心で進める。原理は簡単な実験やグループ議論を行いながら習得する。工学的な応用問題の演習も行う。
適宜課題レポート（自己学習）を課す。
一部で微分・積分の概念を用いることになるため、数学の進捗にあわせて授業を進める。
質問方法
オフィスアワーは設けず、随時授業後、放課後や休み時間などに対応する。
質問に当たっては事前に指導教員へ相談･連絡をしておくこと。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス、シラバス確認、電磁気学の概観、オームの法則・電気抵抗 |
到達目標を確認し、オームの法則・電気抵抗を説明し、計算することができる
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| 2週 |
キルヒホッフの法則（第1・第2法則） |
キルヒホッフの法則（第1・第2法則）を説明し、計算することができる
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| 3週 |
電力と電力量、ジュールの法則 |
電力と電力量およびジュールの法則を説明し、計算することができる
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| 4週 |
電磁気学の応用（太陽光発電投資：太陽光発電の概要、太陽電池を用いた電力・電力量の計算、投資利回りの計算）（１） |
太陽光発電投資利回りゲームにより、電磁気学的知識・スキルのみならず、金融リテラシーやキャリアリテラシーに関する知識・スキルを身に着けられる
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| 5週 |
電磁気学の応用（太陽光発電投資：太陽光発電の概要、太陽電池を用いた電力・電力量の計算、投資利回りの計算）（２） |
太陽光発電投資利回りゲームにより、電磁気学的知識・スキルのみならず、金融リテラシーやキャリアリテラシーに関する知識・スキルを身に着けられる
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| 6週 |
電磁気学の応用（太陽光発電投資：太陽光発電の概要、太陽電池を用いた電力・電力量の計算、投資利回りの計算）（３） |
太陽光発電投資利回りゲームにより、電磁気学的知識・スキルのみならず、金融リテラシーやキャリアリテラシーに関する知識・スキルを身に着けられる
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| 7週 |
静電気・電荷・静電気に関するクーロンの法則 |
静電気・電荷・静電気に関するクーロンの法則を説明し、点電荷に働く力を計算できる
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| 8週 |
前期中間試験 |
到達度を確認できる
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| 4thQ |
| 9週 |
電界・電位・電位差・電気力線・ガウスの法則 |
電界・電位・電位差・電気力線・電束 電界・電位・電位差・電気力線を説明し、それぞれの物理量を計算できる。ガウスの法則を説明し、電界の計算に用いることができる
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| 10週 |
導体・誘電体・コンデンサ・静電エネルギー |
導体・絶縁体・誘電体・半導体などの違いを説明し、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。誘電体の分極および電束密度を説明できる。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することができる。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。静電エネルギーを説明できる
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| 11週 |
磁性体・磁気についてのクーロンの法則・磁界・磁力線・磁束密度 |
磁性体・磁気についてのクーロンの法則・磁界・磁力線・磁束密度を説明できる
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| 12週 |
電流が作る磁界・アンペールの法則・ビオ=サバールの法則 |
アンペールの法則・ビオ=サバールの法則を用いて電流が作る磁界を計算できる
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| 13週 |
電磁力・フレミングの左手の法則・フレミングの右手の法則・ローレンツ力 |
電磁力・フレミングの左手の法則・フレミングの右手の法則を説明し、電流・磁界・力の向きを答えられる。電磁誘導を説明でき、ファラデーの法則を用いて誘導起電力を計算できる。磁界中でローレンツ力が電荷に働くことを説明できる。
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| 14週 |
自己誘導・相互誘導・自己インダクタンス・相互インダクタンス・磁気エネルギー |
磁気エネルギー・自己誘導・相互誘導・自己インダクタンス・相互インダクタンスを説明し、自己インダクタンス・相互インダクタンス・磁気エネルギーを計算できる
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| 15週 |
期末試験 |
到達度を確認できる
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| 16週 |
総まとめ |
電磁気学の総まとめをし、振り返ることができる
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| 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 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | 後1 |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 後1 |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 後1 |
| 合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | 後1 |
| ブリッジ回路を計算し、平衡条件を求められる。 | 3 | |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 後1 |
| 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。 | 3 | 後1,後5,後8,後9 |
| 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。 | 3 | 後1,後5,後8,後9 |
| 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。 | 3 | 後2,後5,後8,後9 |
| 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。 | 3 | 後5,後8,後9 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 後5,後8,後9 |
| 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。 | 3 | 後3,後4,後5,後8,後9 |
| 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。 | 3 | 後3,後4,後5,後8,後9 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 後3,後4,後5,後8,後9 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 後6,後7,後8,後9,後16 |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 3 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | 後14,後15,後16 |
| 自己インダクタンス及び相互インダクタンスを求めることができる。 | 3 | 後16 |