到達目標
１．ベクトル解析の基礎について説明でき，これらに関する問題を解くことができる．
２．ガウスの法則の微分形と積分形について説明でき，これらに関する問題を解くことができる．
３．静電界の屈折の法則について説明でき，これらに関する問題を解くことができる．
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 |
| 評価項目1 | ベクトル解析の基礎について明確に説明でき，これに関する演習問題を正確に解くことができる． | ベクトル解析の基礎について説明でき，これに関する演習問題を解くことができる． | ベクトル解析の基礎について説明できず，これに関する演習問題を解くことができない． |
| 評価項目2 | ガウスの法則の微分形と積分形について明確に説明でき，これに関する演習問題を正確に解くことができる． | ガウスの法則の微分形と積分形について説明でき，これに関する演習問題を解くことができる． | ガウスの法則の微分形と積分形について説明できず，これに関する演習問題を解くことができない． |
| 評価項目3 | 静電界の屈折の法則について明確に説明でき，これに関する演習問題を正確に解くことができる． | 静電界の屈折の法則について説明でき，これに関する演習問題を解くことができる． | 静電界の屈折の法則について説明できず，これに関する演習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
学習・教育到達度目標 ④
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JABEE (C)
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教育方法等
概要:
3年生で学んだ電磁気学にベクトル解析を交えて，より深い理解へと繋げる．
講義はスライド資料による教授と専用プリントにより行う．
授業の進め方・方法:
１． 授業方法は講義と演習を組み合わせて行う．
２． 授業内容に応じて演習問題を課題として出し，解答の提出を求める．
注意点:
・学年末試験後の再試験実施対象者については，試験返却時に別途申し伝える．
・学生へのメッセージ
電気回路と並び，電気・電子工学系の基礎とされる電気磁気学について，その現象をイメージと数式による表現を用いて解説する． また，演習問題を解くことにより，各種法則の用い方を身につける．学生からの質問を大いに歓迎する．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス：ベクトル電磁気とは？ |
ベクトル電磁気の全体像を理解する．
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| 2週 |
ベクトル解析(１)：スカラ積とベクトル積 |
スカラ積とベクトル積を理解する．
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| 3週 |
ベクトル解析(２)：ベクトルの微分，勾配 |
ベクトルの微分，勾配を理解する．
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| 4週 |
ベクトル解析(３)：ベクトルの発散，回転 |
ベクトルの発散，回転を理解する．
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| 5週 |
静電界(１)：電界におけるクーロン則 |
電界におけるクーロン則を理解する．
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| 6週 |
静電界(２)：ガウスの法則と発散定理 |
ガウスの法則と発散定理を理解する．
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| 7週 |
電位：電界と電位の関係，ポアソン・ラプラス方程式 |
電界と電位の関係，ポアソン・ラプラス方程式を理解する．
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| 8週 |
中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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| 2ndQ |
| 9週 |
中間試験解説 |
試験問題を理解する
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| 10週 |
導体（１）：導体における電界，静電遮蔽，電界の回転 |
導体における電界，静電遮蔽，電界の回転を理解する
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| 11週 |
導体（２）：鏡像法 |
鏡像法を理解する
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| 12週 |
コンデンサと静電エネルギー：静電容量と静電エネルギーの定義 |
静電容量と静電エネルギーの定義を理解する
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| 13週 |
誘電体（１）：電気双極子 |
電気双極子を理解する
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| 14週 |
誘電体（２）：分極，電束密度 |
分極，電束密度を理解する
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| 15週 |
誘電体（３）：静電界の屈折の法則 |
静電界の屈折の法則を理解する
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| 16週 |
定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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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。 | 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。 | 3 | |
| 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 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
| 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。 | 4 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 4 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 4 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 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る。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 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 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |