到達目標
物理現象としての磁界を説明できるようになり、工学的に重要な磁性体について理解し、電気磁気学的に重要な磁気回路の計算をできるようにする。
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 |
| 評価項目1（A-2,D-1,D-2) | 磁界を完全に理解する。 | 磁界を説明できる。 | 磁界が理解できない。 |
| 評価項目2（A-2,D-1,D-2) | 磁性体を理解できる。 | 磁性体を説明できる。 | 磁性体がわからない。 |
| 評価項目3（A-2,D-1,D-2) | 磁気回路が理解できる。 | 磁気回路がおおまかに説明できる。 | 磁気回路がわからない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 電気情報工学科の教育目標①
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学習・教育到達度目標 本科の教育目標③
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JABEE A-2
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JABEE D-1
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JABEE D-2
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JABEE基準 (d)
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教育方法等
概要:
まず言葉が多い。磁力線、磁界、磁束、磁束密度など同じような言葉が多い。物理的に何を指すのかを理解する。また最初はスカラーでも最後はベクトルで表示されるため、ベクトルに関する演算も学ぶ。また時間、空間の微分も使うため、微分・積分の理解も必要である。絵や図を多用して授業を進めるので、直感的に理解してほしい。
授業の進め方・方法:
授業は教科書に沿って行うが、使う数学についての説明も行う。ノートをよくとることが重要になる。
注意点:
６回程度授業内で演習を行う。演習では英文和訳も行う。演習点として評価に組み込むので、必ず行い、提出すること。
・教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目の割合はA-2(50%) D-1(25%) D-2(25%)とする．
・総時間数90時間（自学自習60時間）
・自学自習（60時間）として，日常の授業（30時間）のための予習復習時間，理解を深めるための演習課題の考察時間，および試験準備のための学習時間を総合したものとする。
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる．その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる．
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 |
電界と異なり一様でない磁界分布を学ぶ。磁気に関するクーロンの法則を学ぶ。 |
磁界分布を理解する
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| 2週 |
磁界の強さ、磁力線と磁束について学ぶ。 |
磁界の強さ、磁力線と磁束について理解する。
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| 3週 |
磁性体と磁化について学ぶ。 |
鉄などの強磁性体の磁化と電子のスピンによる磁性を理解する。
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| 4週 |
磁化の強さと物質の持つ透磁率について学ぶ。 |
磁気モーメント、磁化線、磁界中に置かれた磁性体の磁化について理解する。
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| 5週 |
磁化特性について学ぶ。保磁力、ヒステリシス現象などの意味を学ぶ。 |
磁化特性について理由を理解して曲線を描けるようになる。
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| 6週 |
ヒステリシス現象が変圧器などでは熱損失になることと、磁気ひずみについて学ぶ。 |
熱損失と磁歪を理解する。
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| 7週 |
電流による磁界の発生を学ぶ。アンペアの右ねじの法則を理解する。次週、前期中間試験を行う。 |
電流による磁界の発生を理解する。磁界の方向についても理解する。
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| 8週 |
直線導体における磁界の発生を学ぶ。 |
直線導体における磁界の発生を理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
直線、コイル、曲線状の導体における磁界を学ぶ。 |
図を描いて磁束を描けるようになる。
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| 10週 |
ビオ・サバールの法則について理解する。 |
ビオ・サバールの実験法則による公式を学ぶ。
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| 11週 |
やや複雑なビオ・サバールの法則について学ぶ |
ビオ・サバールの法則を自由自在に使える。
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| 12週 |
アンペアの周回積分の法則について学ぶ。 |
周回積分とアンペアの法則について理解する。
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| 13週 |
アンペアの法則を用いて太い導体における磁界の強さ、無限長直線電流の周囲の磁界の強さを計算で求める。 |
磁界の計算方法を理解する。
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| 14週 |
無限長ソレノイドによる磁界、環状ソレノイドによる磁界の大きさを計算する。 |
ソレノイドにおける磁界の計算を理解する。
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| 15週 |
変圧器の原理について学ぶ。 |
変圧器の原理について理解する。
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| 16週 |
前期期末試験 |
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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 | 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 4 | 前3,前4,前5 |
| 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。 | 4 | 前10,前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。 | 4 | 前12,前13 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 4 | 前7 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 4 | 前15 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |