到達目標
エネルギーのつりあいを理解し,電気-機械結合系について磁気回路を用いて物理現象を
説明できること,電気-機械結合系の簡単な事例を解析できること,また,これを通して
エネルギー変換の概念を理解することで(D-1)および(D-2)の達成とする.
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 |
磁気回路を構成し物理量の計算ができる | 運動系を含む磁気回路を構成でき、磁測量および起電力の計算ができ | 基本的な磁気回路が構成でき、磁束量の計算ができ | 磁気抵抗が計算できない |
磁気エネルギーから機械出力への変換ができる | 運動系を含む磁気回路のエネルギーが計算でき、機械的出力を求められる | 基本的な磁気回路のエネルギーが計算でき、機械的出力を求められる | 磁気回路のエネルギーの計算ができない |
電気-機械結合系の等価回路を構成できる | 一般化座標を用いて、電気-機械結合系の等価回路を構成でき、等価回路への変換ができる | 電気-機械結合系の等価回路を構成でき、等価回路への変換ができる | 電気-機械結合系の等価回路を構成できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電磁気学,回路理論を基礎として,磁性材料を利用した素子・機器などの応用事例について基礎理論,解析手法を習得する.
授業の進め方・方法:
・授業方法は講義を中心とし,演習を行う.
・適宜レポート課題を課すので,期限に遅れず提出すること.
なお,この科目は学修単位科目であり,授業時間30時間に加えて,自学自習時間60時間が必要である.事前・事後学習として課題等を与える.
注意点:
<成績評価>試験(70%),課題レポート(30%)として評価する.60点以上を合格とする.
<オフィスアワー>水曜日16:00~17:00,電子情報工学科棟1F教員室.
<先修科目・後修科目>先修科目:なし,後修科目:なし.
<備考>電磁気学,電気回路の知識を前提として講義を行なう.毎回の講義を復習して,全体像を把握することが重要である.
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 |
前期 |
1stQ |
1週 |
エネルギー資源 |
・エネルギー変換の歴史を認識し,世界でのエネルギー 消費の現状を理解できる.
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2週 |
電磁界のエネルギー |
・マックスウェルの電磁方程式の物理的意味を説明でき る.エネルギーのつりあいを理解できる.
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3週 |
ポインティングベクトルと磁界系の性質 |
・ポインティングベクトルの物理的意味を説明できる.
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4週 |
静止系磁気回路の磁気抵抗とインダクタンス |
・磁気回路を理解し,電気と磁気の物理量の対応が説明 できる.
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5週 |
運動系を含む電磁界の性質 |
・ローレンツ変換を用いた慣性座標系における電磁界方 程式を理解できる.
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6週 |
電気-機械結合系の回路的性質 |
・電気-機械結合系において,磁気回路を用いて物理現 象を説明できる.
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7週 |
電気-機械結合系のエネルギー |
・機械系を含む磁気回路においてエネルギー収支が説明 できる.
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8週 |
磁気エネルギーによる機械力 |
・磁気エネルギーと機械的仕事の関係が説明できる.
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2ndQ |
9週 |
静電エネルギーによる機械力 |
・静電エネルギーと機械的仕事の関係が説明できる.
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10週 |
電気-機械結合系の解析 |
・電気-機械結合系の簡単な事例を解析できる.
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11週 |
電気-機械系の伝達関数 |
・電気-機械結合系の簡単な事例について等価回路から 伝達関数を求めることができる.
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12週 |
電気系と機械系の類推 |
・各系のエネルギー表現相互互換の体系が理解できる.
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13週 |
変分問題とオイラーの方程式 |
・一般化座標によるラグランジェの運動方程式の考え方 を理解できる.
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14週 |
ラングランジェの運動方程式 |
・簡単な事例についてラグランジェの運動方程式の適用 法が理解できる.
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15週 |
永久磁石の取り扱い |
・永久磁石動作点設計の概念を理解できる.
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16週 |
達成度試験 |
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評価割合
| 試験 | 小テスト | 平常点 | レポート | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
配点 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |