到達目標
1．クーロン法則やガウスの法則を使って、静電現象についての計算ができる。
2．ビオ・サバールの法則やアンペアの周回積分の法則を使って、電磁現象に関する計算ができる。
3．ファラデーの法則を使って、電磁誘導を説明できる。
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 |
| クーロン法則やガウスの法則を使って、静電現象についての計算ができる。 | クーロン法則やガウスの法則を使って、静電現象についての複雑な計算ができる。 | クーロン法則やガウスの法則を使って、静電現象についての基本的な計算ができる。 | クーロン法則やガウスの法則を使って、静電現象についての計算ができない。 |
| ビオ・サバールの法則やアンペアの周回積分の法則を使って、電磁現象に関する計算ができる。 | ビオ・サバールの法則やアンペアの周回積分の法則を使って、複雑な電磁現象に関する計算ができる。 | ビオ・サバールの法則やアンペアの周回積分の法則を使って、基本的な電磁現象に関する計算ができる。 | ビオ・サバールの法則やアンペアの周回積分の法則を使って、基本的な電磁現象に関する計算ができない。 |
| ファラデーの法則を使って、電磁誘導を説明できる。 | ファラデーの法則を使って、電磁誘導を説明できると共に起電力の計算ができる。 | ファラデーの法則を使って、電磁誘導を説明できる。 | ファラデーの法則を使って、電磁誘導を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 3-3
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学習・教育到達度目標 6-2
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教育方法等
概要:
現代社会において「電気」は欠かすことのできないエネルギーであり、工業機械においても、アクチュエータやセンサーといったように、何らかの形で電気を利用しているものがほとんどである。そこで、これまで学んできた「電気」と「機械」の知識を整理するために、基礎となる電磁気の現象について学ぶ。
授業の進め方・方法:
力と電気のエネルギー変換という物理的な観点から電磁現象を捉えて、電気回路の基礎的な知識を確認しながら授業を進めていく。また、磁気の知識を通して電気と機械の相互関係について理解し、実践的に活用できる能力の育成を目指す。
注意点:
必ず予習と復習をすること．
(事前学習)
授業計画の授業内容および到達目標を確認の上、教科書の該当箇所を読んでおくこと。
できるだけ教科書の例題を取り組んでみること。
(事後学習)
教科書から要点をノートに整理してまとめる等によって、内容の深い理解に努めること。
配布プリントや教科書の演習問題に取り組むことで、実践力を養うこと。
課題レポートは直前に急いで取り組むのではなく、余裕をもって実施した上で締切を守ること。
(本科目の取り組み方)
授業中はノートを取るよりもしっかりと話を聞き、疑問な点はその場で質問すること。復習としては、授業中に解いた例題等をもう一度自分の力だけで解いてみると良い。
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 |
ガイダンス、静電気の性質 |
静電気の性質について説明できる。
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| 2週 |
クーロンの法則 |
クーロンの法則を説明し、静電力を計算できる。
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| 3週 |
電界と電界の強さ、電気力線と電束 |
電界、電気力線、電束について説明できる。
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| 4週 |
ガウスの定理 |
ガウスの定理を使って、電界を求めることができる。
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| 5週 |
導体と電流 |
導体と電流について説明できる。
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| 6週 |
誘電体と静電容量 |
誘電体と静電容量について説明できる。
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| 7週 |
コンデンサの諸計算 |
コンデンサの静電容量を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
試験を受験できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
試験返却と解説、まとめ |
試験の結果から、不足している知識について確認できる。
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| 10週 |
磁気と磁界、磁力線と磁束 |
磁気、磁界、磁力線、磁束について説明できる。
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| 11週 |
ビオ・サバールの法則 |
ビオ・サバールの法則を使って、磁界を求めることができる。
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| 12週 |
アンペアの法則 |
アンペアの法則を使って、磁界を求めることができる。
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| 13週 |
ファラデーの法則と電磁誘導 |
ファラデーの法則を使って、電磁誘導について説明できる。
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| 14週 |
インダクタンスの計算 |
インダクタンスを計算できる。
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| 15週 |
（定期試験） |
試験を受験できる。
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| 16週 |
試験返却と解説、まとめ |
試験の結果から、不足している知識について確認できる。
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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。 | 3 | 後1,後2 |
| 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3 |
| 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4 |
| 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 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 後6 |
| 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7 |
| 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7 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 後7 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 後10 |
| 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 | 後11 |
| 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 | 後12 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 後13 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | 後13 |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | 後13 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 後13 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | 後13 |
| 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14 |
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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |