電磁気学基礎

科目基礎情報

学校	仙台高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	電磁気学基礎
科目番号	0227	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	履修単位: 1
開設学科	知能エレクトロニクス工学科	対象学年	3
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	電磁気学　はじめて学ぶ人のために　砂川重信著（培風館），　電磁気学演習（新訂版）　山村泰道・北川盈雄共著（サイエンス社）
担当教員	松枝 宏明

到達目標

電磁気学に関わる物理量の定義及び法則を正しく理解し，電磁気現象を正しく把握できる．それに基づき数学的道具を用い電磁気の問題を解決でき，さらにそれを簡単な問題に応用できるようにする．

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	広がりを持つ帯電物体や電流の経路の計算に関して，微分積分やベクトル解析を応用しながら問題の解法ができる．	電気・磁気の諸法則の数学的な表現と物理的な意味が理解できる．	電磁気学の法則を正しく表現できない．
評価項目2
評価項目3

教育方法等

概要:

クーロンの法則やガウスの法則をはじめとする静電界，コンデンサの静電容量，導体・誘電体・磁性体の性質，ビオ・サバールの法則やアンペールの法則等の電流と磁界の関係，電磁誘導などを，微積分を用いて体系的に学習する．

授業の進め方・方法:

毎週必ず課題を出しながら進むので，実際に手を動かしながら理解を深めること．

注意点:

2年生で学ぶ物理Ｂ電磁気分野をよく復習しておくこと．また数式の暗記ではなく，その背後にある物理的意味をよく考えること．特に力学との関連を理解すること．

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	クーロンの法則と電場1	クーロンの法則の物理的意味が理解でき，試験電荷に加わる力としての電場が計算できる．
		2週	クーロンの法則と電場2	クーロンの法則の物理的意味が理解でき，試験電荷に加わる力としての電場が計算できる．
		3週	ガウスの法則1	ガウスの法則が理解でき，対称性の高い系について初等的な微積分を用いて電場の計算ができる．
		4週	ガウスの法則2	ガウスの法則が理解でき，対称性の高い系について初等的な微積分を用いて電場の計算ができる．
		5週	電位1	電位の意味が理解でき，初等的な微積分による計算ができる．
		6週	電位2	電位の意味が理解でき，初等的な微積分による計算ができる．
		7週	コンデンサ1	電気容量の意味を理解し，対称性の高い系についての計算ができる．
		8週	コンデンサ2	電気容量の意味を理解し，対称性の高い系についての計算ができる．
	4thQ
		9週	ベクトルの外積	外積の数学的性質が理解できる．
		10週	ローレンツ力	磁界内の電流・電荷に働く力を理解できる．
		11週	ビオ・サバールの法則	ビオ・サバールの法則を用いて磁界の計算ができる．
		12週	アンペールの法則	アンペールの法則を用いて磁界の計算ができる．
		13週	電流によって作られる磁界	電流によって作られる磁界が理解できる．
		14週	ファラデーの電磁誘導の法則	ファラデーの電磁誘導の法則が理解でき，誘導起電力が計算できる．
		15週	運動する回路内に発生する起電力	運動する回路内に発生する起電力の計算ができる．
		16週	1年全体の整理	本科目の学習内容を総合的に整理できる．

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。	4
				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。	4
				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。	4
				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。	4
				誘電体と分極及び電束密度を説明できる。	3
				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。	4
				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。	4
				静電エネルギーを説明できる。	3
				電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。	3
				電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。	3
				磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。	3

評価割合

	試験	提出物	合計
総合評価割合	60	40	100
基礎的能力	30	20	50
専門的能力	30	20	50
分野横断的能力	0	0	0