概要:
電磁気学を演習を中心に問題を解き、電磁気現象を理解する。
授業の進め方・方法:
講義形式で授業を行なうが、その応用として適宜教科書章末の演習問題を中心としたレポートを課題として課す。
注意点:
定期試験の問題のレベルは、授業時間に行う練習問題や教科書章末の演習問題程度とする。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電荷とクーロンの法則 |
クーロンの法則について説明できる。特に電荷の単位が如何に大きいか理解できる。問題を解くことができる。
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| 2週 |
静電界1 |
電界と電位の定義について説明できる。問題を解くことができる。
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| 3週 |
静電界2 |
電界と電位の定義について説明できる。問題を解くことができる。
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| 4週 |
ガウスの法則1
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静電界のガウスの法則について説明できる。
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| 5週 |
ガウスの法則2
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静電界のガウスの法則について説明できる。特に積分形式と微分形式につじて理解できる。問題を解くことができる。
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| 6週 |
導体系と静電容量１ |
導体の性質および静電容量について説明できる。
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| 7週 |
導体系と静電容量2 |
導体の性質および静電容量について説明できる。また、キャパシタの接続について計算できる。問題を解くことができる。
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| 8週 |
中間レポート |
１－７の授業を理解できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
誘電体１ |
誘電体と誘電率について説明できる。
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| 10週 |
誘電体2 |
誘電体と誘電率について説明できる。特に電束密度の物理的意味について理解できる。問題を解くことができる。
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| 11週 |
定常電流１ |
オームの法則と抵抗およびジュール熱について説明できる。問題を解くことができる。
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| 12週 |
定常電流2 |
オームの法則と抵抗およびジュール熱について説明できる。定常電流と静電界との関係を理解できる。
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| 13週 |
電磁気応用問題１
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演習問題を解くことが出来る。
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| 14週 |
電磁気応用問題2 |
演習問題を解くことが出来る。
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| 15週 |
期末試験 |
前期の内容を理解している。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
真空中の静磁界1 |
磁界の働きを説明できる。問題を解くことができる。
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| 2週 |
真空中の静磁界2 |
磁界の働きを説明できる。ビオ・サバールの法則、アンペア周回積分について理解できる。問題を解くことができる。
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| 3週 |
磁性体1 |
磁性体の種類について理解できる。
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| 4週 |
磁性体2 |
磁性体の種類について理解できる。磁界に関するガウスの法則について理解できる。
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| 5週 |
電磁誘導1 |
ファラデーの法則について説明できる。問題を解くことができる。
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| 6週 |
電磁誘導2 |
ファラデーの法則について説明できる。問題を解くことができる。
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| 7週 |
中間レポート |
１－6の授業を理解できる。
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| 8週 |
インダクタンス1 |
自己および相互インダクタンスについて理解できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
インダクタンス2 |
インダクタンスの計算およびノイマンの公式について理解できる。
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| 10週 |
電磁波１ |
電磁波とは何か理解できる。
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| 11週 |
電磁波2 |
マクスウェル方程式について物理的理解が出来る。
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| 12週 |
電磁気応用問題３
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演習問題を解くことが出来る。
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| 13週 |
電磁気応用問題４
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演習問題を解くことが出来る。
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| 14週 |
電磁気応用問題５
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演習問題を解くことが出来る。
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| 15週 |
学年末試験 |
本講義を包括的に理解できている。
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| 16週 |
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| 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 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 4 | |
| クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 4 | |
| オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | |
| 抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 4 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 4 | |
| キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 4 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 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、自己インダクタンス及び相互インダクタンスに関する計算ができる。 | 4 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 4 | |
| 計測 | SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 3 | |