基礎電気磁気学

科目基礎情報

学校 秋田工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 基礎電気磁気学
科目番号 0038 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: 2
開設学科 創造システム工学科(電気・電子・情報系) 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:電気磁気学【第2版・新装版】 安達三郎 大貫繁雄 共著 森北出版 ,演習 電気磁気学【新装版】大貫繁雄 安達三郎 共著 森北出版   その他:自製プリントの配布
担当教員 坂本 文人

到達目標

1.静電場の基本的な性質が理解できる。
2.ガウスの法則を用いて,電荷が作る電場の様子が理解できる。
3.導体内と誘電体内における電荷と電場の性質を,コンデンサを例に理解できる。

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
評価項目1静電場の基本的な性質が理解でき独力で問題を解くことができる。グループワークおよび模範解答を見て問題を理解できる。静電場の性質を理解できず,問題を解くことができない。
評価項目2ガウスの法則が理解でき独力で問題を解くことができる。グループワークおよび模範解答を見て問題を理解できる。ガウスの法則を理解できず,問題を解くことができない。
評価項目3導体内と誘電体内における電荷と電場の性質を理解し,独力で問題が解ける。グループワークおよび模範解答を見て問題を理解できる。導体内と誘電体内における電荷と電場の性質を理解できず,問題を解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本授業は静電場を中心とした電気磁気学の基礎を学ぶ。自学自習および演習によって,各種問題が解けるようになることを目標とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
基本的に講義形式で行が演習問題についてはグループワークを行う。必要に応じて適宜小テストを実施し,また,演習問題,レポート,宿題を課す。試験結果が合格点に達しない場合,再試験及びレポート提出を求めることがある。
 なお,中間試験は授業時間内に実施する。
注意点:
電気磁気学は,電気情報工学の中の様々な物理現象を理解するための中心的基礎科目という認識を持つこと。本質を理解し,問題を解けるようになるためには多くの演習問題を解くことが不可欠である。指定された演習書を利用して問題演習に積極的に取り組むこと。なお,指定された図書は図書館で閲覧可能である。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 ガイダンス
電荷の性質
授業の進め方と評価の仕方について説明する。
電荷の性質について理解できる。
2週 クーロンの法則 点電荷に働く力を求めることができる。
3週 静電誘導 静電誘導について説明できる。
4週 演習問題 演習を行う。
5週 演習問題 演習を行う。
6週 電場と電気力線 電界の強さを求めることができる。
7週 到達度試験(前期中間) 上記項目について学習した内容の理解度を確認する.
8週 電位差と電位 電位、電位差を計算できる。
9週 等電位面と電位の傾き 等電位面,電位の傾き,電気力線を理解できる。
10週 ガウスの法則 ガウスの法則を用いて電界の強さ,電位を求めることができる
11週 ガウスの法則 ガウスの法則を用いて電界の強さ,電位を求めることができる
12週 帯電導体の電荷分布と電界 導体上の電荷密度,電場,電位を求めることができる。
13週 帯電導体の電荷分布と電界 導体上の電荷密度,電場,電位を求めることができる。
14週 演習問題 演習を行う。
15週 到達度試験(前期末) 上記項目について学習した内容の理解度を確認する。
16週 到達度試験の解説 試験の解説を行う。
後期
1週 これまでの復習 前期の学習内容について復習する。
2週 導体系と静電遮蔽 導体系の考え方より,静電遮蔽について理解できる。
3週 静電容量 平行導体板,同心導体球などの静電容量を求めることができる。
4週 コンデンサの接続 直列,並列の種々の合成容量,コンデンサに蓄えられるエネルギー,帯電導体に働く力を仮想変位の原理を用いて求めることができる。
5週 演習問題 演習を行う。
6週 演習問題 演習を行う。
7週 演習問題 演習を行う。
8週 到達度試験(後期中間) 上記項目について学習した内容の理解度を確認する.
9週 誘電体 誘電体の性質が理解できる。
10週 誘電体中のガウスの法則 ガウスの法則を用いて計算ができる。
11週 エネルギーと力 誘電体中エネルギー密度,受ける圧力を求めることができる。
12週 演習問題 演習を行う。
13週 演習問題 演習を行う。
14週 演習問題 演習を行う。
15週 到達度試験(学年末) 上記項目について学習した内容の理解度を確認する
16週 到達度試験(学年末)の解説 試験の解説を行う。

評価割合

試験レポート相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力5020000070
専門的能力155000020
分野横断的能力55000010