電気磁気学基礎

科目基礎情報

学校 福島工業高等専門学校 開講年度 令和06年度 (2024年度)
授業科目 電気磁気学基礎
科目番号 0005 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 電気電子システム工学科 対象学年 1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 電気回路(上),コロナ社,ISBN:78-4-339-08767-3
担当教員 豊島 晋

到達目標

①静電界における基本法則を理解し,電界の強さや静電力,電位などの計算ができる.
➁コンデンサの構造や性質を理解し,静電容量などの計算ができる.
③磁気現象の基礎を理解し,電流によって生じる磁界の強さの計算ができる.

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
静電現象の基礎静電現象の基礎項目の内容を理解し、説明や計算ができる。静電現象の基礎項目の内容を理解している。各授業項目の内容を理解していない。
磁気現象の基礎磁気現象の基礎の基礎項目の内容を理解し、説明や計算ができる。磁気現象の基礎項目の内容を理解している。磁気現象の基礎項目の内容を理解していない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 (B) 説明 閉じる

教育方法等

概要:
静電界および静磁界に関する基礎的事項について学習し,電気電子工学実験や高学年で高度な専門科目を学ぶ上で重要な電気磁気学の基礎的知識を習得する.
授業の進め方・方法:
中間試験は50分間の試験を実施する.期末試験は50分の試験を実施する.
定期試験の成績を80%,演習の取り組み状況を20%として総合的に評価し,60点以上を合格とする.
注意点:
・授業は講義と演習によって実施する.演習問題を多く解くことにより,その解き方に慣れるとともに,静電界および静磁界の現象を正しく理解できるようになること.
・身の回りにある電気磁気を応用した製品,電気磁気現象などに興味・関心を持つこと.

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 静電気現象 静電気,静電誘導,静電遮へい
2週 静電気に関するクーロンの法則 静電気に関するクーロンの法則,電気力線
3週 電界と電気力線の性質 電界の強さ,電気力線密度と電界の関係
4週 電荷と電界 ガウスの法則
5週 電界内の電位 電界と電位,電位と電位差
6週 電界内の電位 等電位面,平行板電極の電界と電位
7週 コンデンサ・静電エネルギー コンデンサの構造と性質,静電容量、静電エネルギー
8週 総合演習・中間試験 総合演習・中間試験
4thQ
9週 静電界と靜磁界の比較 電界,磁界,電束,磁束など物理量を整理する
10週 電流が作る磁界① 磁石,磁極,磁力線,磁界,磁束,磁束密度
11週 電流が作る磁界➁ アンペアの右ネジの法則,ビオ・サバールの法則
12週 電流が作る磁界➂ アンペアの周回路の法則,コイルの磁界
13週 電磁力 フレミングの左手の法則,ローレンツ力
14週 電磁誘導 ファラデーの法則,レンツの法則
15週 自己誘導と相互誘導 自己インダクタンス,相互インダクタンス
16週

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。3後1,後2
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。3後2,後3
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。2後3,後4
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。1後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。3後6,後7
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。2後6,後7
静電エネルギーを説明できる。2後7
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。2後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。2後11,後12
磁界中の電流に作用するローレンツ力を説明できる。3後13
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。1後10
電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。3後14
自己誘導と相互誘導を説明できる。1後15
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。1後15
磁気エネルギーを説明できる。1後15

評価割合

試験演習の取り組み相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合80200000100
基礎的能力6010000070
専門的能力2010000030
分野横断的能力0000000