到達目標
1.静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができる。
2.静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができる。
3.「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができる。
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 |
静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができる。 | 静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができる。 | 静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」をある程度理解することができる。 | 静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができない。 |
静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができる。 | 静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができる。 | 静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」をある程度理解することができる。 | 静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができない。 |
「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができる。 | 「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができる。 | 「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量についてある程度理解することができる。 | 「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この講義は本校の教育目標のうち「基礎力」を養う科目である。
電気磁気学は、電気回路と並んで電気工学の重要な基礎科目の1つであり、目に見えない電気磁気現象を工学的に理解するための基礎知識を習得するものである。
本科目は2年、3年、4年で3年間履修し最終的には電磁方程式を理解することを目標とする。
なお本科目の初期段階では数学の進度に応じて、微積分・ベクトルについても教授を行う。
授業の進め方・方法:
1時間を講義、2時間を問題演習して理解を深める。講義および演習は教科書および配布プリントを中心に進める。また適宜、小テストおよび課題レポートを行う。
課題レポートについては、創造性を育む目的で創造的な課題(例は授業スケジュール)を含める。
微積分・ベクトルを用いるため、数学の進捗にあわせて授業を進める。
質問は、授業終了後、休憩時間等、随時受け付ける。(権田研究室 Eコース棟2F)
注意点:
とくになし。
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 |
授業のガイダンス 電気磁気学に関する歴史 |
電気磁気学に関する歴史を理解することができる。
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2週 |
静電気、電荷 |
静電気、電荷を理解することができる。
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3週 |
クーロンの法則 |
クーロンの法則を理解することができる。
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4週 |
電界と電界の強さ |
電界と電界の強さを理解することができる。
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5週 |
電気力線と電束 |
電気力線と電束を理解することができる。
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6週 |
電界のガウスの定理 |
電界のガウスの定理を理解することができる。
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7週 |
電位と電位差 電位の傾き |
電位と電位差を理解することができる。 電位の傾きを理解することができる。
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8週 |
後期中間試験 |
後期中間までに習った内容を理解する。
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4thQ |
9週 |
電流と導体,不導体 |
電流と導体,不導体を理解することができる。
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10週 |
誘電体 |
誘電体を理解することができる。
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11週 |
誘電体中の誘電率 |
誘電体中の誘電率を理解することができる。
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12週 |
圧電現象 真空電界中の電流 熱電気現象 |
圧電現象、真空電界中の電流、熱電気現象を理解することができる。
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13週 |
静電容量 コンデンサの構造と種類 コンデンサの接続と合成容量 |
静電容量を理解することができる。 コンデンサの構造と種類を理解することができる。 コンデンサの接続と合成容量を理解することができる。
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14週 |
コンデンサに蓄えられるエネルギー 電極間に働く力 |
コンデンサに蓄えられるエネルギーを理解することができる。 電極間に働く力を理解することができる。
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15週 |
学年末試験 |
学年末試験までに習った内容を理解する。
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16週 |
復習など |
復習を行う。
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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。 | 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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 2 | |
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。 | 2 | |
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。 | 2 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 2 | |
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 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |