Course Objectives
電気と磁気の性質、及びそれらの相互作用に関する法則を理解する。また電磁気現象を応用した機器を設計するために必要な、知識と基本原理を理解する。
Rubric
| 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 |
| 電気の性質の理解 | 電気の性質に関する深い理解に基づき応用的な現象に関する計算が出来る | 電気の性質に関する理解に基づき簡単な計算が出来る | 電気の性質に関する基本的事項の説明が出来ない |
| 磁気の性質の理解 | 磁気の性質に関する深い理解に基づき応用的な現象に関する計算が出来る | 磁気の性質に関する理解に基づき簡単な計算が出来る | 磁気の性質に関する基本的事項の説明が出来ない |
| 電気磁気の相互作用の理解 | 電気と磁気の相互作用に関する深い理解に基づき、応用的現象に関する計算を行える。 | 電気と磁気の相互作用に関する理解に基づき、基本的な計算を行える | 電気と磁気の相互作用に関する基本的事項の説明が出来ない |
Assigned Department Objectives
到達目標 A 1
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JABEE d-1
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Teaching Method
Outline:
電磁気学は理工系分野の基礎をなすものであり、電気関係学科では必須科目である。ＬＳＩから巨大発電機に至るまで、その動作原理は自然界における電磁気法則の応用であり、ものづくりの独創的な着想を得るためには、電磁気学の基本原理を理解することが肝要である。授業は演習をまじえながら一歩ずつ進め、電磁気現象の原理原則の全体像を理解することを主眼とする。
Style:
教科書を使った講義を中心に授業を進める。講義内容を理解するために、適宜、問題演習を行う。問題演習は決められた担当者が演習問題を理解し他の学生に解説することとする。また、演習とは別に授業内容に関する調査レポートを課す。授業の内容を確実に身につけるため予習復習が必須である。
この科目は学習単位科目のため以下ののような自学自修を必要とします。
【授業の事前学習】教科書の次回授業に該当する部分の予習「0.5時間×25回＝12.5時間（初回、試験、答案返却を除く）」
【授業の事後学習】配布した学習シートの演習問題「0.5時間×25回＝12.5時間（初回、試験、答案返却を除く）」
【長期休暇中の課題】夏休み、及び冬休みの課題「2.5時間×2回」
Notice:
【関連科目】 本科：電気の基礎、電気回路I、 電気回路II、基礎物理II、アクチュエータ、微分積分学
Course Plan
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Theme |
Goals |
| 1st Semester |
| 1st Quarter |
| 1st |
電磁気学とは |
電磁気学を学ぶ意義について理解する。
電流について理解する。
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| 2nd |
静電気の発生 |
静電気、クーロンの法則について理解する。
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| 3rd |
電界 |
電気力線、電界、電束について理解する。
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| 4th |
電位 |
電位、仕事、電位差について理解する。
静電ポテンシャルについて理解する。
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| 5th |
ガウスの定理 |
ガウスの定理、電気影像について理解する。
ベクトルの発散について理解する。
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| 6th |
コンデンサの静電容量 |
平行平板コンデンサの静電容量について理解する。
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| 7th |
コンデンサの合成 |
誘電率、コンデンサの接続について理解する。
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| 8th |
誘電体 |
誘電体の性質について理解する。
誘電分極、変位電流について理解する。
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| 2nd Quarter |
| 9th |
中間試験 |
上記項目に関する理解度を確認する。
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| 10th |
電界のエネルギー |
静電エネルギーについて理解する。
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| 11th |
電気抵抗 |
電圧降下、温度による抵抗変化について理解する。
電源の内部抵抗について理解する。
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| 12th |
電流による熱の発生 |
ジュール熱、銅損について理解する。
電圧と電力の関係について理解する。
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| 13th |
磁荷の作る磁界 |
磁界と磁力線の関係を理解する。
磁気のクーロンの法則について理解する。
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| 14th |
磁界と磁束 |
磁界と磁束の関係について理解する。
磁界の強さと磁束密度の関係について理解する。
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| 15th |
答案返却など |
前期末試験の答案について間違いを確認する。
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| 16th |
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| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
電流の作る磁界(1) |
右ネジの法則、ビオ・サバールの法則について理解する。
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| 2nd |
電流の作る磁界(2) |
アンペアの周回積分の法則について理解する。
ベクトルの回転について理解する。
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| 3rd |
導線とコイルに働く力 |
平行導線に働く力とコイルに働くトルクについて理解する。
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| 4th |
磁界中の荷電粒子に働く力 |
ローレンツ力について理解する。
磁界中における荷電粒子の運動を理解する。
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| 5th |
磁性体 |
磁性体の種類と性質について理解する。
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| 6th |
磁気回路 |
磁気のオームの法則、キルヒホッフの法則について理解する。
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| 7th |
電磁誘導に関する法則 |
フレミングの右手及び左手の法則について理解する。
ファラデーの法則、レンツの法則について理解する。
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| 8th |
中間試験 |
上記項目に関する理解度を確認する。
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| 4th Quarter |
| 9th |
うず電流 |
うず電流の発生、うず電流の利用について理解する。
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| 10th |
発電機 |
コイルに発生する起電力について理解する。
交流発電や、MHD発電について理解する。
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| 11th |
自己インダクタンス |
コイルの自己誘導と自己インダクタンスについて理解する。
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| 12th |
相互インダクタンス |
コイルの相互誘導と相互インダクタンスについて理解する。
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| 13th |
磁界のエネルギー |
ヒステリシス損について理解する。
コイルに蓄積される、磁気エネルギーについて理解する。
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| 14th |
電磁波 |
マクスウェルの方程式と、電磁波の性質について理解する。
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| 15th |
期末試験 |
上記項目に関する理解度を確認する。
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| 16th |
答案返却など |
学年末試験の答案を返却し解説する。
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Evaluation Method and Weight (%)
| 試験 | 課題・レポート | Total |
| Subtotal | 80 | 20 | 100 |
| 電気の性質の理解 | 20 | 5 | 25 |
| 磁気の性質の理解 | 20 | 5 | 25 |
| 電気磁気の相互作用の理解 | 40 | 10 | 50 |