到達目標
磁性体内の磁界を計算、誘導起電力を計算出来る
自己相互インダクタンスを計算、磁界のエネルギーと働く力を計算出来る
変位電流による磁界を計算、電磁界のエネルギーの流れを計算出来、波動方程式を導出出来る
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 |
| 磁性体中の磁界 | さまざまな条件における磁性体内の磁界をほぼ完全に計算出来、誘導起電力を計算出来る | 基本的な磁性体内の磁界を計算出来、誘導起電力を計算出来る | 基本的な磁性体内の磁界を計算、誘導起電力を計算出来ない |
| インダクタンス | さまざまな条件における自己相互インダクタンス、磁界のエネルギーと働く力をほぼ完全に計算出来る | 基本的な自己相互インダクタンス、磁界のエネルギーと働く力を計算出来る | 基本的な自己相互インダクタンス、磁界のエネルギーと働く力を計算出来ない |
| マクスウェルの方程式 | さまざまな条件における変位電流による磁界の計算、電磁界のエネルギーの流れの計算、波動方程式を導出、をほぼ完全に出来る | 変位電流による磁界の計算、電磁界のエネルギーの流れの計算、波動方程式の導出出来る | 変位電流による磁界の計算、電磁界のエネルギーの流れの計算、波動方程式の導出が出来ない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
【開講学期】冬学期週4時間
本学科の教育目標は電気磁気現象を物理的側面から理解し、さらに数学的に解釈できることを目標にしています。電磁気学の総仕上げとなる科目。電場や磁場の発散や回転（渦）と言う概念を理解し統一的に見通す事が出来る様になりましょう。また、電場が変化すると渦状の磁場が生じ、磁場が変化すると渦状の電場が生じると言うことを数式で表したものがマクスウェル方程式であることを理解しましょう。また、今まで学んできた、例えばビオ・サバールの法則であれば、ある場所の電流が、他の場所にどの様な磁場を作るか、つまり、“離れた位置（非局所的）”での２つの量の関係を表しています。本科目では、空間各点での電場や磁場の変化率と、その位置での電荷や電流の量との関係を求めます。つまり、非局所的なビオ・サバールの法則に変わる、新しい“局所的”な電場、磁場の基本法則を理解しましょう。【開講学期】冬学期週４時間
授業の進め方・方法:
前半は、なぜ物質は磁石になるのか？磁性体中の磁界は？電磁誘導とは？インダクタンスとは？など．後半は、変位電流とは？マクスウェルの方程式って何を意味する？電磁波って何？など。なぜ？から学んでいく様に進めます。定期試験80%、課題・小テスト等20％として評価を行う。答案は採点後返却し、達成度を伝達する。総合評価は100点満点として、60点以上を合格とする。補充試験の場合は、試験の点数のみで合格となる。
注意点:
本学科の教育目標は電気磁気現象を物理的側面から理解し、さらに数学的に解釈できることを目標にしています。電磁気学の総仕上げとなる科目。電場や磁場の発散や回転（渦）と言う概念を理解し統一的に見通す事が出来る様になりましょう。また、電場が変化すると渦状の磁場が生じ、磁場が変化すると渦状の電場が生じると言うことを数式で表したものがマクスウェル方程式であることを理解しましょう。また、今まで学んできた、例えばビオ・サバールの法則であれば、ある場所の電流が、他の場所にどの様な磁場を作るか、つまり、“離れた位置（非局所的）”での２つの量の関係を表しています。本科目では、空間各点での電場や磁場の変化率と、その位置での電荷や電流の量との関係を求めます。つまり、非局所的なビオ・サバールの法則に変わる、新しい“局所的”な電場、磁場の基本法則を理解しましょう。
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、磁性体を含む静磁界（物質の磁化、磁性体中の磁界）
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磁性体を含む静磁界（物質の磁化、磁性体中の磁界）について説明でき、計算に用いることができる。
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| 2週 |
電磁誘導（ファラデーの法則）、インダクタンス（自己及び相互インダクタンス）
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電磁誘導（ファラデーの法則）、インダクタンス（自己及び相互インダクタンス）について説明でき、計算に用いることができる。
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| 3週 |
磁界のエネルギーと力、電荷の保存則
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磁界のエネルギーと力、電荷の保存則について説明でき、計算に用いることができる。
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| 4週 |
マクスウェルの方程式Ⅰ(変位電流、アンペア・マクスウェルの法則)
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マクスウェルの方程式Ⅰ(変位電流、アンペア・マクスウェルの法則)について説明でき、計算に用いることができる。
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| 5週 |
マクスウェルの方程式Ⅱ(微分系のマクスウェル方程式)
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マクスウェルの方程式Ⅱ(微分系のマクスウェル方程式)について説明でき、計算に用いることができる。
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| 6週 |
電磁波(波動方程式)電磁界のエネルギー、ポインティングベクトル |
電磁波(波動方程式)をマクスウェルの方て式から導き出し、計算に用いることができる。
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| 7週 |
電磁界のエネルギー、ポインティングベクトル
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電磁界のエネルギー、ポインティングベクトルについて説明でき、計算に用いることができる。
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| 8週 |
到達度試験
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| 4thQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 波動 | 波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。 | 3 | |
| 横波と縦波の違いについて説明できる。 | 3 | |
| 波の反射の法則、屈折の法則、および回折について説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 4 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 4 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 4 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 4 | |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 100 |