到達目標
１．点電荷による静電力、電界の計算ができる。
２．ガウスの定理から電界、電位の計算ができる。
３．静電容量を理解し静電容量を計算できる。合成容量と蓄えられるエネルギーの計算ができる。
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 |
| 評価項目1 | 複数の点電荷の電界と電位の計算ができる。 | 1つの点電荷の電界と電位の計算ができる。 | 1つの点電荷の電界と電位の計算ができない。 |
| 評価項目2 | 種々の形状における電界と電位の計算ができる。 | 球状帯電体の周囲の電界と電位の計算ができる。 | 球状帯電体の周囲の電界と電位の計算ができない。 |
| 評価項目3 | 複数の誘電体を有する平行平板コンデンサの静電容量を計算できる。 | 合成静電容量を計算できる。 | 合成静電容量を計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気磁気学は、電気回路と並んで電気電子工学の根幹をなす基礎科目である。本授業では、電気電子工学を学ぶ上で必要な電気磁気学の基礎知識を習得する。
授業の進め方・方法:
授業方法は講義を中心とし、14回の課題の提出を求める。
注意点:
電気磁気現象は、目に見えないためその現象を理解することは容易ではない。授業では、現象のイメージをつくることに多くの時間を費やすので、まずはイメージをつくり、数式の意味するところを理解して欲しい。疑問があれば授業中に質問し解決しておくべきである。
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 |
電気磁気学の基礎 |
摩擦電気と物体の帯電現象を理解する。
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| 2週 |
電荷 |
電荷の概念を理解する。クーロンの法則を理解する。
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| 3週 |
点電荷、電界１ |
点電荷間に働く静電力を計算できる。電界を理解する。
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| 4週 |
電界２ |
点電荷による電界の強さを計算できる。
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| 5週 |
電界３ |
複数の点電荷による電界の計算ができる。
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| 6週 |
電気力線、電束密度 |
電気力線、電束密度を説明できる。
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| 7週 |
ガウスの定理１ |
ガウスの定理を説明できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
ガウスの定理２ |
ガウスの定理を用いて帯電した導体球による電界を計算できる。
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| 10週 |
ガウスの定理３ |
ガウスの定理を用いて無限長円筒状に電荷が分布する場合の電界を計算できる。
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| 11週 |
ガウスの定理４ |
ガウスの定理を用いて無限平板に電荷が分布する場合の電界を計算できる。
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| 12週 |
電位と電位差１ |
電位、電位差を理解する。
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| 13週 |
電位と電位差２ |
点電荷による電位を計算できる。
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| 14週 |
電気影像法 |
電気影像法により電界を計算できる。
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| 15週 |
前期定期試験 |
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| 16週 |
復習 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
導体、不導体、誘電体 |
導体、不導体、誘電体を説明できる。
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| 2週 |
電流と電気抵抗 |
電流と電気抵抗を説明できる。
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| 3週 |
電界中の導体と不導体 |
静電誘導を説明できる。
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| 4週 |
電界中の誘電体 |
分極を説明できる。
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| 5週 |
誘電率 |
誘電率を説明できる。
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| 6週 |
真空中の電子の運動 |
真空電界中での電子の運動を計算できる。
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| 7週 |
誘電体の特殊な電気現象 |
圧電現象、熱電気現象を説明できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
静電容量１ |
静電容量を説明できる。
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| 10週 |
静電容量２ |
静電容量の値を計算できる。
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| 11週 |
コンデンサの接続と合成容量 |
合成静電容量を計算できる。
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| 12週 |
コンデンサに蓄えられるエネルギー |
コンデンサに蓄えられるエネルギーを計算できる。静電エネルギーを説明できる。
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| 13週 |
平行平板コンデンサの電極板間に働く力 |
平行平板コンデンサの電極板間に働く力を計算できる。
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| 14週 |
電界と電位の計算 |
積分を用いて種々の形状における電界と電位の計算電界と電位の計算ができる。
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| 15週 |
後期定期試験 |
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| 16週 |
復習 |
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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 | 10 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 10 | 20 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |