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
説明
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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.
・学習到達度の観点から、一部の評価項目に未達と思われるものがある場合,合格とならないこともある.
授業の属性・履修上の区分
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 |
電界と電位の関係 |
電界と電位の関係を理解する.
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8週 |
ポアソン・ラプラス方程式 |
ポアソン・ラプラス方程式を理解する
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2ndQ |
9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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10週 |
導体(2):鏡像法 |
鏡像法を理解する
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11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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12週 |
誘電体(1):電気双極子 |
電気双極子を理解する
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13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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14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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15週 |
これまでの総括 |
これまでに学んだことを総括し,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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
静電エネルギーを説明できる。 | 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 |