到達目標
①電気現象を理解し，それらに関する基礎的な計算ができる．
②電界，電位，電気力線，電束等の意味を理解できる．
③クーロンの法則等を用いて，電荷に働く力や電界，電位の計算ができる．
④各種導体における静電容量が計算できる．
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 |
| クーロンの法則 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業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。 |
| 電界の計算 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業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。 |
| 静電容量の計算 | 各授業項目の内容を理解し、応用できる。 | 各授業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。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
クーロンの法則・ガウスの法則等を学習し，電荷に働く力，電界，電位等の基礎的な計算を行う．また，各種導体における静電容量とコンデンサに蓄えられる静電エネルギーについて学習する．
授業の進め方・方法:
中間試験は授業時間中に50分で実施する．期末試験は期末試験期間中に50分で実施する．
定期試験の成績を70％，課題・演習の成績を30％として総合的に評価し，60点以上を合格とする．
ただし、新型コロナウイルスの影響により渡日できない留学生については、提出された課題により評価する．
注意点:
物理や電気磁気学基礎で学んだ基本的事項を十分理解しておくこと．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
電荷 |
電荷，原子の構成，静電誘導現象
|
| 2週 |
クーロンの法則① |
点電荷間に働くクーロン力とその定義
|
| 3週 |
クーロンの法則② |
クーロンの法則（ベクトル形式）
|
| 4週 |
電界 |
電界の定義，点電荷による電界
|
| 5週 |
ベクトルの演算 |
スカラーとベクトル，ベクトルの演算規則
|
| 6週 |
電気力線，電束密度 |
電気力線の定義，電気力線の様子，電束・電束密度の定義
|
| 7週 |
前期中間試験 |
|
| 8週 |
総合演習 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
ガウスの法則① |
ガウスの法則の定義
|
| 10週 |
ガウスの法則② |
ガウスの法則の積分形
|
| 11週 |
電位，電位の傾き |
電位の定義，電位の傾き
|
| 12週 |
ストークスの定理，ラプラス方程式 |
ストークスの定理，ラプラス方程式，ポアソン方程式の基礎
|
| 13週 |
種々の帯電体による電界① |
一様に帯電した球の電界
|
| 14週 |
種々の帯電体による電界② |
表面に一様に帯電した球の電界
|
| 15週 |
種々の帯電体による電界③ |
一様に帯電した無限長円筒の電界
|
| 16週 |
総合演習 |
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
静電容量① |
孤立した導体の静電容量
|
| 2週 |
静電容量② |
同心球間の静電容量
|
| 3週 |
静電容量③ |
同心円筒間の静電容量
|
| 4週 |
静電容量④ |
コンデンサの接続
|
| 5週 |
電気影像① |
点電荷と平面電極
|
| 6週 |
電気影像②
|
点電荷と球電極
|
| 7週 |
後期中間試験 |
|
| 8週 |
総合演習 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
電位係数 |
電位係数
|
| 10週 |
容量係数，誘導係数 |
容量係数，誘導係数
|
| 11週 |
コンデンサの静電エネルギー |
コンデンサに蓄えられるエネルギー，電極間に働く力
|
| 12週 |
誘電体の分極 |
誘電体の分極現象
|
| 13週 |
誘電体中の電界① |
誘電体中の電束密度と電界
|
| 14週 |
誘電体中の電界② |
境界面における電束密度と電界
|
| 15週 |
２層誘電体の静電容量 |
２層誘電体における静電容量
|
| 16週 |
総合演習 |
|
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。 | 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 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |